基于声波原理的瓦斯突出传感器

摘要

一种基于声波原理的瓦斯突出传感器，属于瓦斯传感器。瓦斯突出传感器包括：壳、正面声腔、超声压电薄膜、侧面声腔、金属膜、固定电极片和引线；在壳的正面有正面声腔，在壳的侧面有侧面声腔，在正面声腔内连接有超声压电薄膜，在侧面声腔内顺序连接有金属膜和固定电极片，在壳的背面有引线与超声压电薄膜连接，同时还有引线与金属膜和固定电极片。正面声腔和超声压电薄膜构成超声波检测器，侧面声腔、金属膜和固定电极片各有2个，构成2个低频声波检测器，通过高低频声波的检测，可以对煤层缝隙中喷出的瓦斯射流产生的声波进行分析。优点：能够通过检测煤层中高压瓦斯通过煤层缝隙喷出产生的高频和低频声波信号，实现实时对矿井瓦斯突出的监测。

主权项

一种基于声波原理的瓦斯突出传感器，其特征为：瓦斯突出传感器包括：壳、正面声腔、超声压电薄膜、侧面声腔、金属膜、固定电极片和引线；在壳的正面有正面声腔，在壳的侧面有侧面声腔，在正面声腔内连接有超声压电薄膜，在侧面声腔内顺序连接有金属膜和固定电极片，在壳的背面有引线与超声压电薄膜连接，同时还有引线与金属膜和固定电极片连接；侧面声腔、金属膜和固定电极片分别有相同的两个，金属膜和固定电极片在侧面声腔中；金属膜采用厚度为5～6μm的镍膜片，固定电极片为不锈钢片，超声压电薄膜为PVDF压电薄膜；使用时面对瓦斯突出的方向，正面声腔和超声压电薄膜构成瓦斯射流产生的超声波检测器，通过超声压电薄膜获取瓦斯突出的超声波射流信号，即纵波信号；瓦斯突出产生的声波的横向低频信号从侧面进入声腔，接触由金属膜和固定电极片构成的低频声波检测器，其中金属膜和固定电极片构成变极距电容传感器，进入侧面声腔的声波，造成金属膜的变形，使金属膜和固定电极片间的距离减小，电容增大，检测出声波信号；为了提高检测灵敏度，两侧面相同的金属膜和固定电极片构成的两个电容在检测电路中进行并联。