專利名稱：一種地音傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地音傳感技術領域，特別涉及一種地音傳感器。
背景技術：
在煤礦開采中，煤巖體彈性變形能的瞬時釋放而產生突然劇烈破壞的動力現象稱為“沖擊地壓”或“沖擊礦壓”。采場沖擊地壓已成為引發(fā)煤礦地質災害的重要因素之一。地音即聲發(fā)射(Acoustic Emission,簡稱AE)是指煤巖體在受力變形或破壞過程中以彈性波的形式釋放應變能的現象。地音信號的多少、大小等指標的變化反映了煤巖體受力情況。如果能監(jiān)測到地音信號，便可以利用地音信號來預測煤巖體運動的變化，并進一步進行煤礦災害預警。但是，目前國內還沒有出現用來監(jiān)測地音的設備。

實用新型內容本實用新型實施例提出一種地音傳感器，用于提供一種能監(jiān)測地音的設備。本實用新型實施例提出一種地音傳感器，包括:傳感器殼體，為中空的管狀體；后端蓋，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的一端開口上，所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上固定設置有電路板，所述后端蓋上固定設置有通信電纜，所述電路板的信號輸出端與所述通 信電纜連接；傳感體，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的另一端開口上，且所述傳感體的設置有基座的一端位于所述傳感器殼體的空腔內，所述傳感體的另一端設置有一孔槽；錨桿，一端與所述孔槽形狀配合，且所述錨桿的一端固定設置于所述孔槽內；壓電晶體總成，固設于所述傳感體的基座上，所述壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接所述電路板的信號輸入端。其中，優(yōu)選地，所述壓電晶體總成包括:螺釘，一端固設于所述傳感體的基座上，另一端螺紋連接一螺母，所述螺釘上套設有熱縮套；在所述基座到所述螺母之間，在所述螺釘上依序套設有正極絕緣墊板、兩個正負極串聯的壓電陶瓷晶片、共振體和負極絕緣墊板；其中，所述正極絕緣墊板的朝向所述壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線；所述負極絕緣墊板的朝向所述共振體的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線。其中，優(yōu)選地,所述正極絕緣墊板和/或負極絕緣墊板為2mm厚的環(huán)氧樹脂板。其中，優(yōu)選地，所述共振體為銅塊。其中，優(yōu)選地，所述銅塊的表面上覆蓋一銀層；[0019]所述銀層上覆蓋一鈍化層。其中，優(yōu)選地，所述螺母與所述負極絕緣墊板之間設置有套在所述螺釘上的彈簧墊圈。其中，優(yōu)選地，所述后端蓋與所述傳感器殼體的一端的內壁之間設置有密封圈；和/或所述傳感體與所述傳感器殼體的另一端的內壁之間設置有密封圈。其中，優(yōu)選地，所述電路板通過螺釘固設于所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上。其中，優(yōu)選地，所述的地音傳感器，還包括:所述螺釘上套設有用于支撐電路板的絕緣套管。其中，優(yōu)選地，所述通信電纜通過平口金屬電纜防水接頭固定設置于所述后端蓋上。本實用新型實施例提供的地音傳感器，實現了對地音信號的監(jiān)測，并且結構簡單，易于制作。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲 得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例中一種地音傳感器的外部結構示意圖；圖2為圖1中地音傳感器的剖面結構示意圖；圖3為本實用新型實施例中地音傳感器中一種壓電晶體總成的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1、2所示，本實用新型實施例提供了一種地音傳感器，包括:傳感器殼體13，為中空的管狀體；后端蓋3，以可拆卸方式(卡接、螺紋連接方式等)罩于傳感器殼體13的一端開口上，后端蓋3的朝向傳感器殼體13的表面上固定設置有電路板15，后端蓋3的另一表面上固定設置有通信電纜1，電路板15的信號輸出端與通信電纜I連接；傳感體10，以可拆卸方式(卡接、螺紋連接方式等)罩于傳感器殼體13的另一端開口上，且傳感體10的設置有基座的一端位于傳感器殼體13的空腔內，傳感體10的另一端設置有一孔槽；錨桿12，一端與上述孔槽形狀配合，且該一端固定設置于上述孔槽內；壓電晶體總成14，固設于傳感體10的基座上，壓電晶體總成14的壓電信號輸出端連接電路板15的信號輸入端。其中，壓電晶體總成是用來將錨桿傳遞來的煤巖層的地音信號轉換為交變電荷信號。電路板用來將壓電晶體總成傳遞來的交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，然后通過通信電纜輸出；之所以要對交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，是因為該交變電荷信號通常較微弱，易受干擾，無法長距離傳輸，因此，需要電路板對該該交變電荷信號先進行放大處理，再進行濾波處理，這樣才能保證反映地音強弱的交變電荷信號能夠傳輸2-3米之外的下一級處理單元。上述地音傳感器的工作原理為:將錨桿插入待監(jiān)測的煤巖層中；當煤巖層有運動時，會產生地音信號，錨桿會將該地音信號通過傳感體傳遞到壓電晶體總成；壓電晶體總成將該地音信號轉換為交變電荷信號，并將交變電荷信號傳輸給電路板；電路板先對該交變電荷信號進行放大處理，再進行濾波處理，最后通過通信電纜輸出。可見，本實用新型實施例提供的地音傳感器，實現了對地音信號的監(jiān)測，并且結構簡單，易于制作。優(yōu)選地,如圖2所不,后端蓋3與傳感器殼體13的一端的內壁之間設置有密封圈4 ;和/或傳感體10與傳感器殼體13的另一端的內壁之間設置有密封圈9。密封圈能起到密封的作用，加強密封效果。優(yōu)選地，如圖2所示，電路板15通過螺釘6固設于后端蓋3的朝向傳感器殼體13的表面上。該螺釘6可具體實施為十字槽盤頭螺釘、或者其它合適的螺釘。優(yōu)選地,如圖2所示,螺釘6的外圍可套設有絕緣套管5,絕緣套管5具有支撐電路板的作用。絕緣套管5可以是ABS材料或者其它硬質塑料制成的硬質管狀塑料管。優(yōu)選地，如圖2所示，通信電纜I通過平口金屬電纜防水接頭2固定設置于后端蓋3上。平口金屬電纜防水接頭2可使得水不會通過通信電纜I與后端蓋3之間的連接空隙滲入傳感器殼體13內，使得整個地音傳感器的使用更加可靠。當然，亦可以采用其它電纜接頭將通信電纜I固定設置于后端蓋3上。另外，優(yōu)選地，如圖3所示，壓電晶體總成14可具體包括:螺釘45，一端固設于傳感體10的基座上，另一端螺紋連接一螺母44，螺釘45上套設有熱縮套50 ；在基座到螺母44之間，在螺釘45上依序套設有正極絕緣墊板41、兩個正負極相對設置的壓電陶瓷晶片42、43、共振體48和負極絕緣墊板49 ；其中，正極絕緣墊板41的朝向壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與 電路板15的信號輸入端連接的導線47 ；負極絕緣墊板49的朝向共振體48的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與電路板15的信號輸入端連接的導線40。該壓電晶體總成在該地音傳感器中的工作原理為:當錨桿12載體受到振動作用力時(即地音)，將帶動傳感體10振動，安裝在傳感體10的基座上的兩個正負極串聯的壓電陶瓷晶片受力產生形變，由于壓電效應，就會在壓電陶瓷晶片42和壓電陶瓷晶片43上產生交變電荷信號(即將地音信號轉變?yōu)榱讼嗥ヅ涞慕蛔冸姾尚盘?，交變電荷信號分別通過兩個絕緣墊板上的導線輸入到電路板15，電路板15對交變電荷信號進行放大處理和濾波處理，最終將放大濾波處理后的信號通過通信電纜輸出。電路板15通過通信電纜輸出的信號反映了地音信號的強弱。優(yōu)選地，共振體48可具體實施為銅塊或者其它金屬材料制成的金屬塊，起到導通電荷以及傳導振動的作用。另外，為了避免銅生銹而影響銅塊的導電性，可以在銅塊的表面上覆蓋一銀層；并在銀層上覆蓋一鈍化層。該鈍化層不僅能提高工件的外觀質量，還可有效提高工件的防繡性能。優(yōu)選地，如圖2所示，螺母44與負極絕緣墊板49之間設置有套在螺釘45上的彈簧墊圈46。壓電晶體總成中的部件會有熱脹冷縮現象，彈簧墊圈46起到在各部件熱脹冷縮的情況下，使各部件依然緊密接觸的作用。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護 范圍之內。
權利要求1.一種地音傳感器,其特征在于,包括: 傳感器殼體，為中空的管狀體； 后端蓋，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的一端開口上，所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上固定設置有電路板，所述后端蓋上固定設置有通信電纜，所述電路板的信號輸出端與所述通信電纜連接； 傳感體，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的另一端開口上，且所述傳感體的設置有基座的一端位于所述傳感器殼體的空腔內，所述傳感體的另一端設置有一孔槽； 錨桿，一端與所述孔槽形狀配合，且所述錨桿的一端固定設置于所述孔槽內； 壓電晶體總成，固設于所述傳感體的基座上，所述壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接所述電路板的信號輸入端。
2.如權利要求1所述的地音傳感器，其特征在于，所述壓電晶體總成包括: 螺釘，一端固設于所述傳感體的基座上，另一端螺紋連接一螺母，所述螺釘上套設有熱縮套； 在所述基座到所述螺母之間，在所述螺釘上依序套設有正極絕緣墊板、兩個正負極串聯的壓電陶瓷晶片、共振體和負極絕緣墊板； 其中，所述正極絕緣墊板的朝向所述壓電陶瓷晶片的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線； 所述負極絕緣墊板的朝向所述共振體的表面上覆蓋有導電焊盤，該導電焊盤上設置有與所述電路板的信號輸入端連接的導線。
3.如權利要求2所述的地音傳感器，其特征在于， 所述正極絕緣墊板和/或負極絕緣墊板為2mm厚的環(huán)氧樹脂板。
4.如權利要求2所述的地音傳感器，其特征在于， 所述共振體為銅塊。
5.如權利要求4所述的地音傳感器，其特征在于， 所述銅塊的表面上覆蓋一銀層； 所述銀層上覆蓋一鈍化層。
6.如權利要求2所述 的地音傳感器，其特征在于， 所述螺母與所述負極絕緣墊板之間設置有套在所述螺釘上的彈簧墊圈。
7.如權利要求1所述的地音傳感器，其特征在于， 所述后端蓋與所述傳感器殼體的一端的內壁之間設置有密封圈；和/或 所述傳感體與所述傳感器殼體的另一端的內壁之間設置有密封圈。
8.如權利要求1所述的地音傳感器，其特征在于， 所述電路板通過螺釘固設于所述后端蓋的朝向所述傳感器殼體的表面上。
9.如權利要求8所述的地音傳感器，其特征在于，還包括: 所述螺釘上套設有用于支撐電路板的絕緣套管。
10.如權利要求1所述的地音傳感器，其特征在于， 所述通信電纜通過平口金屬電纜防水接頭固定設置于所述后端蓋上。
專利摘要本實用新型實施例提出一種地音傳感器，用于提供一種能監(jiān)測地音的設備。該地音傳感器包括傳感器殼體；后端蓋，以可拆卸方式罩于所述傳感器殼體的一端開口上，后端蓋的朝向傳感器殼體的表面上固定設置有電路板，后端蓋上固定設置有通信電纜，電路板的信號輸出端與所述通信電纜連接；傳感體，以可拆卸方式罩于傳感器殼體的另一端開口上，且傳感體的設置有基座的一端位于所述傳感器殼體的空腔內，所述傳感體的另一端設置有一孔槽；錨桿，一端固定設置于所述孔槽內；壓電晶體總成，固設于所述傳感體的基座上，所述壓電晶體總成的壓電信號輸出端連接所述電路板的信號輸入端。該地音傳感器實現了對地音信號的監(jiān)測，并且結構簡單，易于制作。
文檔編號G01H11/06GK203132683SQ20122075000
公開日2013年8月14日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者閆相宏, 曹麗娜, 卜照坤, 姜峰, 姚明遠, 李莉, 李建中, 高麗麗, 丁鵬, 王寶成, 劉紅軍, 張玉清, 林超 申請人:尤洛卡礦業(yè)安全工程股份有限公司