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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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正交试验设计的 FBG 测力锚杆结构封装优化及应用

作者(Author):

  • 梁敏富
  • 方新秋
  • 陈宁宁
  • 吴刚
  • 薛小妹
  • 宋扬
  • 张璠

作者单位:

  • 中国矿业大学 矿业工程学院
  • 中国矿业大学 智能化开采研究中心
  • 中国矿业大学 经济管理学院
  • 中国矿业大学 信息与控制工程学院

关键词:

  • 传感器封装技术
  • 测力锚杆
  • 正交试验
  • 光纤光栅
  • 应变传递
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

煤矿智能化开采是我国煤炭开采技术发展的新阶段智能感知又是煤矿智能化开采的核心 技术之一。 针对深部巷道变形速度快变形量大底臌严重难以形成统一的指导性锚杆支护方案 等问题提出一种能感知锚杆杆体轴力的 FBG 传感器及围岩状态感知监测系统。 基于光纤光栅传 感基本原理研究了 FBG 测力锚杆的关键技术包括测力锚杆的结构设计测力锚杆的工作原理和 应变传递机理;对比分析了基体表面粘贴封装和基体刻槽封装的 FBG 传感器应变传递规律揭示 了 FBG 传感器的应变传递变化规律及影响因素。 运用正交试验法探究了黏结剂的剪切模量凹槽 的形状以及光纤光栅的粘贴长度对应变传递效率的影响特征提出 种试验方案并设计 组锚杆 拉伸试验以获得测试结果。 通过极差分析得到:按照对应变传递效率影响大小排序黏结剂种类对 应变传递效率造成的影响最大其次为凹槽形状和光纤光栅粘贴长度;确定了最优封装方案即使 用 AB 环氧树脂胶凹槽形状为半圆形且粘贴长度为 100 mm 时应变传递效率最大。 通过方差分析 得到:黏结剂种类对应变传递效率的作用显著其次为凹槽形状光纤光栅粘贴长度对应变传递效 率的作用不显著。 在寺家庄矿 15106 回风巷建立了围岩状态感知监测系统并进行测试应用效果 显著


梁敏富,方新秋,陈宁宁,等.正交试验设计的 FBG 测力锚杆结构封装优化及应用[J].煤炭学报,2022,47(8):2950-2960.
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