一种结点型矿用无缆检波器的制作方法

本发明涉及一种检波器，具体而言，涉及一种结点型矿用无缆检波器。

背景技术：

由于人们生活的需要，数百年来人类一直在进行煤炭的开采，同时煤炭事故也是一直未间断，因此煤矿内的相关测试、监测工作显得至关重要。在现有技术中，煤矿内的监测设备，主要由以下几部分组成：矿用防爆采集传感器(比如有缆检波器)、矿用防爆电缆、防爆采集显示仪器及相关的防爆插头等。矿井巷道内本身空间狭小，宽度和高度都受限制，在巷道内进行矿井灾害预警或预报监测时，传感器的布置和布线都既要兼顾到生产的正常进行，又不能影响往来车辆和人员的过往，也不能存在被压伤的隐患，存在诸多不便。与此同时，要保证所使用的矿用电缆达到防爆要求，要对电缆进行屏蔽编制和外护套加厚处理，这样的结果就造成矿用电缆普遍比地面上的电缆要粗很多，在矿井内狭小空间使用时更为不便。另外，因为电缆的存在，在与传感器和仪器相连接时，也要符合煤安要求。

因为防爆要求的限制，电缆一次性做好后，电缆过长或过短都对现场的使用造成不便。

技术实现要素：

本发明就是要解决现有矿用有缆检波器器使用不便的技术问题，提供一种没有电缆传输线，可直接进行信号模数转换并存储，可对外进行无线数据传输，能够在煤矿等恶劣环境使用，可实现电池无线充电的结点型矿用无缆检波器。

本发明提供的结点型矿用无缆检波器的技术方案是，包括检波器采集单元，检波器采集单元包括底壳，底壳上连接有检波器机芯，检波器采集单元连接有数据处理单元，数据处理单元包括壳体，壳体设有内腔，内腔内连接有数据转换及存储电路、供电电池和数据无线传输模块，数据转换及存储电路的输入端与检波器机芯连接，数据无线传输模块与数据转换及存储电路连接，供电电池的输出端与数据转换及存储电路连接；

壳体与底壳连接。

优选地，壳体的外侧设有无线传输窗口。

优选地，壳体的外侧顶部设有无线传输窗口。

优选地，壳体的内腔连接有无线充电模块，所述无线充电模块与供电电池的输入端连接。

优选地，壳体的外侧顶部设有充电平面，无线充电模块设于壳体内腔的顶部，紧贴内腔顶部平面。

优选地，供电电池设于壳体内腔的底部。

优选地，通过电池固定限位块将供电电池限制固定在电池固定板上，用不锈钢螺钉将电池固定板固定在刚性立柱，刚性立柱固定在不锈钢底壳上。

优选地，数据无线传输模块在径向方向上靠近无线传输窗口；无线传输窗口的壁厚为2mm～3mm；底壳的内腔连接有自动充电保护电路，无线充电模块的输出端通过自动充电保护电路与供电电池连接。

优选地，壳体的材质是不锈钢，底壳的材质是不锈钢；不锈钢底壳底部外侧设有支脚凸起，壳体外侧顶部平面设有支脚限位凹坑。

优选地，不锈钢底壳的底部外侧连接有磁性底盘。

本发明的有益效果是：

本发明整体为一圆柱体状结构，易于搬运、布置和回收。壳体上无对外电缆、无任何接头及开关，内置动圈检波器将采集到的地面震动信号，以模拟量信号形式直接传导给相应的放大器电路和模数转换电路并加以存储，省去了电缆的长距离传输，不仅避免了检波器模拟量信号在电缆中传输时可能出现的干扰，同时符合矿井内使用的煤矿安全要求。由于该发明的检波器没有外在电缆，它可以根据实际需要被安置在任何位置，而不需考虑矿用电缆在矿井内的布置和距离要求，只需要在施工完成后进行定点回收即可。

本发明内部自带无线充电模块，只需与外部无线充电设备的平面叠放在一起即可实现自动充电和断电保护。内部还自带无线数据传输模块，只需将外部无线接收设备靠近位于圆柱体顶平面的无线传输窗口并启动相应的无线传输程序，就可将内部存储的数字量数据快速导出。这样，整个装置的外壳上就没有任何数据接口、电源接口等开口，避免了漏水漏电故障的发生。

动圈检波器被设置安装在不锈钢材质的底壳上，以确保检波器能直接接触大地震动，避免壳体或弹性密封圈的隔离滤波影响。

质量较重的供电电池被设置在壳体的中下部，以确保结点型矿用无缆检波器的重心很低，使检波器在施工布置时，能稳定地与大地接触。

壳体的顶部为充电平面，无线充电模块被安装在壳体的顶部内侧，紧贴顶平面，当充电平面靠近或安放在外部无线充电设备上时，外部无线充电设备即自动开始为无线充电模块充电，当供电电池充满电量时，自动充电保护电路自动切断无线充电模块的电路结束充电，底壳上没有任何开关或按钮。

附图说明

图1是结点型矿用无缆检波器的结构示意图；

图2是结点型矿用无缆检波器的剖视图；

图3是数据处理单元中各模块的电路连接示意图；

图4是无线充电模块和供电电池之间连接自动充电保护电路的示意图。

图中符号说明：

1.检波器采集单元，2.数据处理单元，3.数据转换及存储电路，4.供电电池，5.无线充电模块，6.外部无线充电设备，7.外部无线接收设备，8.外部手提带，9.数据无线传输模块，11.不锈钢底壳，12.检波器机芯，13.不锈钢螺钉，14.密封橡胶圈，15.刚性立柱，16.电池固定限位块，17.电池固定板，18.不锈钢螺钉，19.支脚凸起，20.支脚限位凹坑，21.壳体，22.无线传输窗口，23.自动充电保护电路。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-3所示，结点型矿用无缆检波器整体呈圆柱体状，自下往上分为检波器采集单元1、数据处理单元2两部分。数据处理单元2包括不锈钢材质的壳体21，壳体21内连接有数据转换及存储电路3、数据无线传输模块9和无线充电模块5。

检波器采集单元1包括不锈钢底壳11、检波器机芯12和供电电池4，检波器机芯12被限位固定在不锈钢底壳11内。通过电池固定限位块16将供电电池4限制固定在电池固定板17上，用不锈钢螺钉18将电池固定板17固定在刚性立柱15，刚性立柱15固定在不锈钢底壳11上；具体地，刚性立柱15底端的外螺纹拧在不锈钢底壳11的内螺纹上，不锈钢螺钉18的外螺纹拧在刚性立柱15上端的内螺纹中。

不锈钢底壳11通过不锈钢螺钉13与数据处理单元2的壳体21的下部螺纹孔固定连接，壳体21内壁和不锈钢底壳11外壁之间连接有起密封防水作用的密封橡胶圈14。

壳体21的顶平面处留有窄型条状凹槽，凹槽两端连接有外部手提带8，外部手提带8的作用是方便无缆检波器的搬运和布置。

数据转换及存储电路3以及附属的数据无线传输模块9和无线充电模块5等均安装在数据处理单元2的壳体21内腔中。数据转换及存储电路3的输入端与检波器机芯12连接。数据无线传输模块9与数据转换及存储电路3连接，供电电池4的输出端与数据转换及存储电路3连接，无线充电模块5与供电电池4的输入端连接。

质量较重的供电电池4被设置在不锈钢底壳11上，以确保无缆检波器的重心很低，使检波器在施工布置时，能稳定地与大地接触。

壳体21的外侧顶部为充电平面，无线充电模块5被安装在壳体21内腔的顶部，紧贴内腔顶部平面，当壳体21外侧的充电平面靠近或放置在外部无线充电设备6上时，外部无线充电设备6即自动开始通过无线充电模块5给供电电池4充电。

在壳体21内腔安装自动充电保护电路23，如图4所示，无线充电模块5的输出端通过自动充电保护电路23与供电电池4连接。当供电电池4充满电量时，自动充电保护电路23自动切断无线充电模块5的电路，结束充电。

供电电池4用来给各用电模块提供电源，供电电池4的电压输出端分别与数据转换及存储电路3、数据无线传输模块9、无线充电模块5、自动充电保护电路23连接。

不锈钢底壳11和壳体21上没有任何开关或按钮。在壳体21的充电平面上加工一个无线传输窗口22，底壳21顶部的壁厚是5mm左右，无线传输窗口22的壁厚比底壳21顶部其他部位的壁厚要小，在2mm～3mm范围内，这样有利于信号传输给外部无线接收设备。设置无线传输窗口22，只是此处壁厚变了，不影响壳体21的整体密封性能。此外，因为检波器整体是圆柱体状，操作者在使用检波器时，无线传输窗口22还起到标记作用，很容易通过无线传输窗口22来识别数据无线传输模块9所在位置，便于放置外部无线接收设备。

需要说明的是，无线传输窗口22不限于设置在底壳21顶部，还可以设置在底壳21的侧面。

数据无线传输模块9在径向方向上靠近无线传输窗口22。当无缆检波器采集信号结束后，可以将外部无线接收设备7靠近壳体21上的无线传输窗口22并开启无线传输软件时，数据转换及存储电路3存储的数字量数据就通过数据无线传输模块9快速导出给外部无线接收设备7。

不锈钢底壳11底部外侧沿圆周方向设有三个均布的支脚凸起19，壳体21外侧顶部平面沿圆周方向设有三个均布的支脚限位凹坑20。一方面三个支脚凸起19可使结点型矿用无缆检波器较好地适应施工平面的情况，将大地的震动信号直接传导给检波器机芯12，另一方面，当另一个无缆检波器被叠放在下一层的无缆检波器上时，可方便地通过支脚凸起19与支脚限位凹坑20进行限位，防止出现侧滑或倾倒。

检波器采集单元1将采集到的震动信号转换成模拟量电信号，模拟量电信号通过引线传输给数据转换及存储电路3，数据转换及存储电路3将接收到的模拟量电信号转换成数字信号并存储。

以上只是一种实施例，但不仅仅局限于以上实施例。例如，在不锈钢底壳11的底部外侧中央处加工一螺纹孔并安装相应的磁性底盘，可以将本无缆检波器应用在刚性桥梁或大桥的工程检测方面，以解决现有技术的不足。另外，还可根据具体的施工需要，在不锈钢底壳11的内侧安置三分量速度检波器、加速度检波器或者侧斜检波器等。