[发明专利]一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统

权利要求书

1.一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其包括基于光纤光栅传感的双向位移测量装置、耦合器、光纤、矿用光缆、光纤光栅解调仪及计算机系统，所述的基于光纤光栅传感的双向位移测量装置通过所述的耦合器依次与光纤、矿用光缆连接，所述的矿用光缆与所述的光纤光栅解调仪相连，所述的光纤光栅解调仪将解调后的信号传输至所述的计算机系统，其特征在于：

所述的基于光纤光栅传感的双向位移测量装置埋设于充填体内，其用于对所述充填体的左右两侧及总横向变形进行测量；

所述的基于光纤光栅传感的双向位移测量装置包括测量主体、钢管、延长线和固定在所述测量主体内的两个光纤光栅位移传感器，所述的测量主体包括一壳体及与所述壳体相适配的上盖，所述的壳体为中空长方体结构，在所述的壳体的左、右两侧分别设置一个出口，两个光纤光栅位移传感器的活动拉杆分别穿过左、右两侧的出口，位于左侧的光线光栅位移传感器的活动拉杆朝向壳体左侧的出口，位于右侧的光线光栅位移传感器的活动拉杆朝向壳体右侧的出口，并且活动拉杆的轴线与所对应出口的轴线重叠；所述的壳体的后侧开设有两个光纤引出孔，两个光纤光栅位移传感器的光纤连接头分别由对应的光纤引出孔引出；

两个光纤光栅位移传感器的光纤连接头与壳体之间均安装有用于防止充填浆液或水进入壳体内部的密封塞一；

所述的左、右两侧的出口在位于壳体外侧的部分设置有外螺纹，所述的钢管设置有若干段，与所述壳体相邻的钢管恰好旋转连接在所述的外螺纹上，其余钢管之间通过螺纹依次连接，所述的光纤光栅位移传感器的部分活动拉杆位于所述的钢管内，在所述的钢管内设置所述的延长线，所述的延长线与所述的光纤光栅位移传感器的活动拉杆连接；

用于对所述的延长线进行固定的固定盘，其包括档盘、密封塞二和紧固环，所述的档盘为中间有通透孔的圆盘/十字盘，所述档盘与所述的密封塞二固定连接，所述的延长线穿过所述密封塞二和通透孔后，通过所述的紧固环与所述的档盘连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其特征在于：所述的壳体的上方开口处设置有用于与所述上盖紧密连接的密封圈，所述的光纤光栅位移传感器通过螺丝固定在所述的壳体内，所述的壳体与上盖之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其特征在于：在所述的延长线的外表面涂有用于减小其运动过程中阻力的润滑油。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其特征在于：所述的双向位移测量装置的数量根据测量目的确定，其数量≥1；所述的延长线的长度与钢管的数量也根据测量目的确定。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其特征在于：所述的延长线为刚性构件。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，其特征在于：所述的基于光纤光栅传感的双向位移测量装置、延长线、固定盘、耦合器、光纤及矿用光缆位于井下，所述的光纤光栅解调仪和计算机系统位于井上。

7.一种基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测方法，其特征在于，其采用权利要求1～6任一项所述的基于光纤光栅传感的充填体横向变形在线监测系统，所述的监测方法依次包括以下步骤：

S1、根据具体的测量目的，截取适当长度的延长线，并选取一定数量的钢管，将壳体与钢管、延长线和固定盘进行连接，并将连接好的基于光纤光栅传感的双向位移测量装置安装到合适位置；

S2、将各布置好的所述基于光纤光栅传感的双向位移测量装置的光纤连接头通过所述耦合器与所述光纤连接，将所述光纤通过所述耦合器与所述矿用光缆连接，所述矿用光缆与所述光纤光栅解调仪连接，将所述光纤光栅解调仪与所述计算机系统连接；

S3、对采空区进行充填，通过计算机系统对充填体左右两侧及总横向变形进行实时、在线远程监测。