申请/专利权人：北京中煤矿山工程有限公司

申请日：2018-12-26

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109579789B

主分类号：G01C9/00

分类号：G01C9/00;G01B11/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.04.30#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：本发明公开基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。采用于倾角传感器测量立井井筒偏斜监测方法，测量精度高，分辨率为0.001°，全量程范围精度0.005°，温漂0.001°℃，环境适应性好，防护等级IP67，能够在‑30℃～85℃环境下正常运转，能满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求，传感器信号通过主光缆传输到井上的地面控制终端，实现自动、实时采集。

主权项：1.基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；2沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；2-1沿主井井筒轴向设置若干个监测断面层，除井口到第一监测断面层L1的距离为1m-20m，其余各监测断面层间的距离均为40m-100m；2-2沿各监测断面层的井壁布置测点，在测点处的井壁上固定安装倾角传感器1：在第一监测断面层L1的井壁4上沿井筒周向等间距布置安装4个倾角传感器1；其余各监测断面层的井壁4上也沿井筒周向等间距布置安装4个倾角传感器1，并且沿井筒周向在同一水平的井壁上开5个槽，在5个槽中的每个槽内安装1组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3，且横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3串联在一起；3为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线；所述倾角传感器1包括：相互垂直放置的第一单轴传感芯片10与第二单轴传感芯片20；所述第一单轴传感芯片10与第一缓存放大电路30相连；所述第二单轴传感芯片20与第二缓存放大电路40相连；所述第一缓存放大电路30、第二缓存放大电路40均与单片机50相连；所述单片机50与信号转换模块60相连；所述倾角传感器1还包括电源稳压电路70，与所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40、单片机50、信号转换模块60相连；所述电源稳压电路70用于给所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40提供温度补偿的5伏电压，给所述单片机50提供3.3伏电压及给所述信号转换模块60提供5伏电压；所述电源稳压电路70输入电压经MIC5202-33YM、MIC5202-50YM输出3.3伏及5伏，分别为所述单片机50及信号转换模块60供电；经芯片5430输出5伏后经REF02AU进行温度补偿后输出5伏电压为所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路供电40；所述第一单轴传感芯片10和或所述第二单轴传感芯片20为SCA103T_D04芯片；所述第一单轴传感芯片10的端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，端脚11通过电阻R1接所述第一缓存放大电路30，端脚5通过电阻R5接所述第一缓存放大电路30；所述第二单轴传感芯片20的端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，并通过电容C1接地，端脚11通过电阻R10接所述第二缓存放大电路40，端脚5通过电阻R15接所述第二缓存放大电路40；所述第一缓存放大电路30和或所述第二缓存放大电路40为OP284；所述第一缓存放大电路30的端脚3及端脚5分别通过电容C4及电容C2接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C5接地；端脚1、端脚2短接后经过电阻R2及电阻R3接地，电阻R2及电阻R3的中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R6及电阻R8接地，电阻R6及电阻R8中间接点接至所述单片机；所述第二缓存放大电路40的端脚3及端脚5分别通过电容C10及电容C11接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C30接地，端脚1、端脚2短接后经过电阻R11及电阻R12接地，电阻R11及电阻R12中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R16及电阻R17接地，电阻R16及电阻R17中间接点接至所述单片机。

全文数据：基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法技术领域本发明涉及煤矿立井井筒偏斜监测技术领域。具体地说是基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。背景技术目前，国内对于煤矿立井井筒偏斜监测，往往沿用传统的悬吊钢丝绳进行变形测量的几何测量法，占用井筒时间较长，且无法实现自动监测，影响矿井的正常生产。倾角传感器在竖向建筑物偏斜测量中已有较多的应用，比如高层建筑、架空线路杆塔倾斜角度的测量等，但尚未在矿业领域得到应用及推广。因此，如何设计一种可以应用于煤矿立井井筒偏斜监测方法，且具有精度高、环境适应性好等特点，满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求是本领域一直在研究的课题。发明内容为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种实现远程、自动和实时采集的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法。为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，包括如下步骤：1在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；2沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；3为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，在步骤2中：2-1沿主井井筒轴向设置若干个监测断面层，除井口到第一监测断面层L1的距离为1m-20m，其余各监测断面层间的距离均为40m-100m；2-2沿各监测断面层的井壁布置测点，在测点处的井壁上固定安装倾角传感器：在第一监测断面层L1的井壁上等间距布置安装4个倾角传感器；其余各监测断面层的井壁上也等间距布置安装4个倾角传感器，并且在同一水平的井壁上开槽，在槽内安装5组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器和纵向光纤光栅应变传感器，且横向光纤光栅应变传感器和纵向光纤光栅应变传感器串联在一起。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，在步骤2-1中，沿主井井筒轴向-10m～-460m设置8个监测断面层：-10m为第一监测断面层L1，-100m为第二监测断面层L2，-160m为第三监测断面层L3，-240m为第四监测断面层L4，-290m为第五监测断面层L5，-330m为第六监测断面层L6，-420m为第七监测断面层L7，-460m为第八监测断面层L8；在步骤2-2中，在第一监测断面层L1的井壁上等间距布置安装4个倾角传感器；在第二监测断面层L2～第八监测断面层L8的井壁上也等间距布置安装4个倾角传感器，并且在同一水平的井壁上等间距开槽，在槽内安装5组应变传感器。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，在步骤3中：3-1布置主光缆和主电缆：倾角传感器和应变传感器安装完成后，从井口下放主光缆和主电缆，沿井筒梯子间处从上往下进行固定；3-2第一监测断面层L1至第八监测断面层L8每个监测断面层的4个倾角传感器用光缆串联连接，引入保护盒中，形成一条链路，然后接入到主光缆；4个倾角传感器用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆；所述保护盒安装在立井井筒梯子间主光缆附近；3-3第二监测断面层L2至第八监测断面层L8的每个监测断面层的5组应变传感器用光缆串联连接，引入保护盒中，形成另一条链路，然后接入到主光缆；5组应变传感器用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆；3-4将主光缆和主电缆连接至地面控制终端的自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述主光缆为16芯光缆；地面控制终端的自动采集设备和系统配置一套15个光通道信号处理器进行在线监测。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述倾角传感器包括：相互垂直放置的第一单轴传感芯片与第二单轴传感芯片；所述第一单轴传感芯片与第一缓存放大电路相连；所述第二单轴传感芯片与第二缓存放大电路相连；所述第一缓存放大电路与第二缓存放大电路与单片机相连；所述单片机与信号转换模块相连。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述倾角传感器还包括电源稳压电路，与所述第一单轴传感芯片、第一缓存放大电路、第二单轴传感芯片、第二缓存放大电路、单片机、信号转换模块相连；所述电源稳压电路用于给所述第一单轴传感芯片、第一缓存放大电路、第二单轴传感芯片、第二缓存放大电路提供高质量温度补偿的5伏电压，给所述单片机提供3.3伏电压及给所述信号转换模块提供5伏电压；所述电源稳压电路输入电压经MIC5202-33YM、MIC5202-50YM输出3.3伏及5伏，分别为所述单片机及信号转换模块供电；经芯片5430输出5伏后经REF02AU进行温度补偿后输出高质量的5伏电压为所述第一单轴传感芯片、第一缓存放大电路、第二单轴传感芯片、第二缓存放大电路供电。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述第一单轴传感芯片和或所述第二单轴传感芯片均为SCA103T_D04芯片；所述第一单轴倾角传感芯片的端脚6、9、10一起接地，端脚12接5伏电压，端脚11通过电阻R1接所述第一缓存放大电路，端脚5通过电阻R5接所述第一缓存放大电路；所述第二单轴倾角传感芯片的端脚6、9、10一起接地，端脚12接5伏电压，并通过电容C1接地，端脚11通过电阻R10接所述第二缓存放大电路，端脚5通过电阻R15接所述第二缓存放大电路。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述第一缓存放大电路和或所述第二缓存放大电路为OP284；所述第一缓存放大电路的端脚3及端脚5分别通过电容C4及电容C2接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C5接地；端脚1、端脚2短接后经过电阻R2及电阻R3接地，电阻R2及电阻R3的中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R6及电阻R8接地，电阻R6及电阻R8中间接点接至所述单片机；所述第二缓存放大电路的端脚3及端脚5分别通过电容C10及电容C11接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C30接地，端脚1、端脚2短接后经过电阻R11及电阻R12接地，电阻R11及电阻R12中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R16及电阻R17接地，电阻R16及电阻R17中间接点接至所述单片机。上述基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，所述单片机为C8051F350芯片；所述单片机的端脚21接至3.3伏电压，端脚21又通过电容C6接地，端脚9、端脚32接地，端脚11、端脚12分别依次接至仿真下载器端脚3、端脚2，仿真下载器端脚1接地，仿真下载器端脚2经电阻R14接3.3伏电压；端脚1、端脚2、端脚7和端脚8分别为所述第一缓存放大电路、第二缓存放大电路的输出电压，端脚10接3.3伏，端脚19接三极管Q1的基极，端脚17、端脚18接所述信号转换模块；端脚15、端脚16间接电阻R13及晶振Y1，晶振Y1与端脚15的连接端通过电容C12接地，晶振Y1与端脚16的连接端通过电容C13接地；端脚23经电阻R9接3.3伏，端脚28经电阻R22接地，端脚31经电阻R7接地，经电阻R4接5伏电压；所述信号转换模块为HVD888芯片；所述HVD888芯片的端脚1、端脚4接所述单片机，端脚2、端脚3短接经电阻R21接5伏电压，端脚2、端脚3的短接点同时接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接地；端脚5接地，端脚8接5伏电压，并经电容C16接地，端脚6接信号输出端A，端脚7接信号输出端B；端脚6与端脚7之间接一双向瞬态抑制管D3，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点再接一双向瞬态抑制管D4后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点接电阻R24再接电阻R25后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点再接一双向瞬态抑制管D2后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点接电阻R19再接电阻R18后接5伏电压。本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：本发明使用的用于煤矿立井井筒偏斜监测的倾角传感器，能安装于井壁结构上，测量井筒结构在空间上的倾角，能够测量井筒沿中心线方向倾斜角度变化量，通过换算得到井筒结构的偏斜数据，测量精度高，分辨率为0.001°，全量程范围精度0.005°，温漂0.001°℃，环境适应性好，防护等级IP67，能够在-30℃～85℃环境下正常运转，能满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求。此外，为了保证倾角传感芯片工作在最佳状态，对其芯片供电进行单独设计，选用温度稳定性高的精确供电电压。为了适用恶劣工作环境，该产品采取了高密封结构设计保证传感器长期稳定工作。具有良好的防雨、防尘和防潮湿、防烟雾、防霉菌能力。当接通倾角传感器和应变传感器后，传感器信号通过主光缆传输到井上的地面控制终端，测试人员通过自动采集设备和系统即可实现在井口地面测试，实现自动、实时采集。附图说明图1本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的井筒剖面监测点布置示意图；图2本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的井筒监测断面层测点传感器布置示意图；图3本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器的结构示意图；图4本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器的结构示意图另一实施例；图5本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器电源稳压电路的电路图；图6本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器第一单轴传感芯片与第一缓存放大电路的电路图；图7本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器第二单轴传感芯片与第二缓存放大电路的电路图；图8本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器单片机的电路图；图9本发明基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法的倾角传感器信号转换模块的电路图。图中附图标记表示为：1-倾角传感器；2-横向光纤光栅应变传感器；3-纵向光纤光栅应变传感器；4-井壁；5-主光缆；6-主电缆；7-地面控制终端；10-第一单轴传感芯片；20-第二单轴传感芯片；30-第一缓存放大电路；40-第二缓存放大电路；50-单片机；60-信号转换模块；70-电源稳压电路。具体实施方式本发明立井井筒偏斜监测方法的原理：将井筒结构一侧剖面假定为一段固定的悬臂梁，当井壁在附加应力的作用下发生偏斜时，通过倾角传感器测得测点倾角，通过计算可得到测量段井筒的偏斜量。设置的传感器数量越多，测量精度约高，最后通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。与传统测量方法相比，利用倾角传感器能够直接测出井筒各个位置相对位移变化情况。基于监测方法的原理，本发明的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，包括如下步骤：1在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；2沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；本实施例的井筒高度为-10m～-460m；在步骤2-1中，沿主井井筒轴向-10m～-460m设置8个监测断面层：-10m为第一监测断面层L1，-100m为第二监测断面层L2，-160m为第三监测断面层L3，-240m为第四监测断面层L4，-290m为第五监测断面层L5，-330m为第六监测断面层L6，-420m为第七监测断面层L7，-460m为第八监测断面层L8；如图1和图2所示。在步骤2-2中，在第一层L1的井壁4上等间距布置安装4个倾角传感器2；在第二层L2～第八层L8的井壁4上也等间距布置安装4个倾角传感器1，并且在同一水平的井壁上等间距开槽，在槽内安装5组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3，且横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3串联在一起；第二层L2～第八层L8各监测断面测点布置如图2所示。整个井筒需布置32个倾角传感器。3为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。3-1布置主光缆5和主电缆6：倾角传感器1和应变传感器开槽安装完成后，从井口下放主光缆5和主电缆6，沿井筒梯子间处从上往下进行固定；3-2第一监测断面层L1至第八监测断面层L8每个监测断面层的4个倾角传感器1用光缆串联连接，引入保护盒中，形成一条链路，然后接入到主光缆5；4个倾角传感器1用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆6；所述保护盒安装在立井井筒梯子间主光缆5附近；3-3第二监测断面层L2至第八监测断面层L8的每个监测断面层的5组应变传感器用光缆串联连接，引入保护盒中，形成另一条链路，然后接入到主光缆5；5组应变传感器用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆6；3-4将主光缆5和主电缆6连接至地面控制终端7的自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。当接通倾角传感器1和应变传感器后，传感器信号通过主光缆传输到井上的地面控制终端7，最后测试人员根据自动采集设备和系统，采集的倾角传感器数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线，即可实现在井口地面测试。所述主光缆5为16芯光缆，能满足100个应变传感器的正常采集工作；地面控制终端7的自动采集设备和系统配置一套15个光通道信号处理器进行在线监测，合计使用12通道，预留3通道。在本发明中至关重要的倾角传感器1，如图3所示，包括相互垂直放置的第一单轴传感芯片10与第二单轴传感芯片20，例如第一单轴传感芯片10竖直放置，第二单轴传感芯片20水平放置；第一单轴传感芯片10与第一缓存放大电路30相连；第二单轴传感芯片20与第二缓存放大电路40相连；第一缓存电路30与第二缓存电路40与单片机50相连；单片机50与信号转换模块60相连。倾角传感器1放入第一单轴传感芯片10与第二单轴传感芯片20中的传感元件将加速度值转换为两路电压信号，电压信号再经过第一缓存放大电路30、第二缓存放大电路40进行阻抗匹配，提高信号质量。单片机50带有AD采样通道，经由第一缓存放大电路30、第二缓存放大电路40出来的信号由单片机50的AD采样通道进行采样后计算得到倾角值，最后经信号转换模块60通过主光缆将信号输出给地面控制终端7的自动采集设备和系统。如图4所示，在图3对应的实施例的基础上，倾角传感器1还包括电源稳压电路70，与第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40、单片机50、信号转换模块60相连。用于给第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40提供高质量温度补偿的5伏电压，给单片机提供3.3伏电压及给信号转换模块提供5伏电压。更具体地，如图5所示，电源稳压电路70输入电压Vin经MIC5202-33YM输出3.3伏电压为单片机供电，电源稳压电路输入电压Vin经MIC5202-50YM输出5伏电压，为信号转换模块60供电。电源稳压电路70输入电压Vin经5430输出5伏后经REF02AU进行温度补偿后输出高质量的5伏电压为第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40供电。如图6和图7所示，第一单轴传感芯片10和或第二单轴传感芯片20为SCA103T_D04芯片。第一缓存放大电路30和或第二缓存放大电路40为OP284。如图6所示；当第一单轴传感芯片10为SCA103T_D04芯片，第一缓存放大电路30为OP284时，如图6所示，该SCA103T_D04芯片有12个端脚。端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，端脚11通过电阻R1接第一缓存放大电路OP284的端脚5，端脚5通过电阻R5接第一缓存放大电路OP284的端脚3。第一缓存放大电路的端脚3及端脚5分别通过电容C4及电容C2接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C5接地；端脚1、2短接后经过电阻R2及电阻R3接地，电阻R2及电阻R3的中间接点接至单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R6及电阻R8接地，电阻R6及电阻R8中间接点接至单片机。当第二单轴传感芯片为SCA103T_D04芯片，第二缓存放大电路为OP284时，如图7所示，该第二单轴倾角传感芯片有12个端脚，端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，并通过电容C1接地，端脚11通过电阻R10接第二缓存放大电路OP284的端脚3，端脚5通过电阻R15接第二缓存放大电路OP284的端脚5。第二缓存放大电路OP284的端脚3及端脚5分别通过电容C10及电容C11接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C30接地，端脚1、端脚2短接后经过电阻R11及电阻R12接地，电阻R11及电阻R12中间接点接至单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R16及电阻R17接地，电阻R16及电阻R17中间接点接至单片机。单片机为C8051F350芯片。如图8所示，单片机有32个端脚。单片机的端脚21接至电源稳压电路的3.3伏电压输出端，端脚21又通过一电容C6后接地，端脚9、端脚32接地，端脚端脚11、端脚12分别依次接至仿真下载器端脚3、端脚2，仿真下载器的端脚1接地，仿真下载器的端脚2经电阻R14接电源稳压电路的3.3伏电压输出端。单片机的端脚1、端脚2、端脚7、端脚8分别接第一缓存放大电路的输出电压YOut1、YOut2与第二缓存放大电路的输出电压XOut1、XOut2，端脚10接为模拟信号模块供电的3.3伏，端脚19接三极管Q1的基极，端脚17、端脚18接信号转换模块。端脚15、端脚16间接一电阻R13及一晶振Y1，晶振Y1与端脚15的连接端通过电容C12接地，晶振Y1与端脚16的连接端通过电容C13接地。端脚23经电阻R9接电源稳压电路的3.3伏电压输出端，端脚28经电阻R22接地，端脚31经电阻R7接地，经电阻R4接电源稳压电路的5伏电压输出端。在具体实施时，信号转换模块为HVD888芯片；如图9所示，HVD888芯片的端脚1、端脚4接单片机，端脚2、端脚3短接经电阻R21接电源稳压电路的5伏电压输出端，端脚2、端脚3的短接点同时接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接地；端脚5接地，端脚8接5伏电压，并经电容C16接地，端脚6接信号输出端A，端脚7接信号输出端B；端脚6与端脚7之间接一双向瞬态抑制管D3，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点再接一双向瞬态抑制管D4后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点接电阻R24再接电阻R25后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点再接一双向瞬态抑制管D2后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点接电阻R19再接电阻R18后接电源稳压电路的5伏电压输出端。本发明使用的用于煤矿立井井筒偏斜监测的倾角传感器，能安装于井壁结构上，测量井筒结构在空间上的倾角，能够测量井筒沿中心线方向倾斜角度变化量，通过换算得到井筒结构的偏斜数据，测量精度高，分辨率为0.001°，全量程范围精度0.005°，温漂0.001°℃，环境适应性好，防护等级IP67，能够在-30℃～85℃环境下正常运转，能满足煤矿立井井筒偏斜量监测的要求。此外，为了保证单轴倾角传感芯片工作在最佳状态，对其芯片供电进行单独设计，选用温度稳定性高的精确供电电压。为了适用恶劣工作环境，该产品采取了高密封结构设计保证传感器长期稳定工作。具有良好的防雨、防尘和防潮湿、防烟雾、防霉菌能力。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

权利要求：1.基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1在井壁上，沿基岩位置布置2～3个基准点，在每个基准点安装倾角传感器，以备检查；2沿主井井筒轴向的井壁上设置若干个测点，在每个测点安装倾角传感器；利用测点倾角传感器测得的数据与基准点倾角传感器测得的数据对比，确定每一个测点的偏斜量大小；并在测点的倾角传感器同一水平的井壁上开槽，在槽内安装有应变传感器，根据应变传感器采集的数据，测量井壁结构受力，进而推算井筒局部的变形；3为倾角传感器和应变传感器安装配套的电源和数据传输线缆，将电源和数据传输线缆接至地面，并连接自动采集设备和系统，实现自动、实时采集；最后根据倾角传感器采集的数据，通过最小二乘法拟合出整个井筒测量段的偏斜曲线。2.根据权利要求1所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤2中：2-1沿主井井筒轴向设置若干个监测断面层，除井口到第一监测断面层L1的距离为1m-20m，其余各监测断面层间的距离均为40m-100m；2-2沿各监测断面层的井壁布置测点，在测点处的井壁上固定安装倾角传感器1：在第一监测断面层L1的井壁4上等间距布置安装4个倾角传感器1；其余各监测断面层的井壁4上也等间距布置安装4个倾角传感器1，并且在同一水平的井壁上开槽，在槽内安装5组应变传感器；每组所述应变传感器包括横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3，且横向光纤光栅应变传感器2和纵向光纤光栅应变传感器3串联在一起。3.根据权利要求2所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤2-1中，沿主井井筒轴向-10m～-460m设置8个监测断面层：-10m为第一监测断面层L1，-100m为第二监测断面层L2，-160m为第三监测断面层L3，-240m为第四监测断面层L4，-290m为第五监测断面层L5，-330m为第六监测断面层L6，-420m为第七监测断面层L7，-460m为第八监测断面层L8；在步骤2-2中，在第一监测断面层L1的井壁4上等间距布置安装4个倾角传感器2；在第二监测断面层L2～第八监测断面层L8的井壁4上也等间距布置安装4个倾角传感器1，并且在同一水平的井壁上等间距开槽，在槽内安装5组应变传感器。4.根据权利要求1所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，在步骤3中：3-1布置主光缆5和主电缆6：倾角传感器1和应变传感器安装完成后，从井口下放主光缆5和主电缆6，沿井筒梯子间处从上往下进行固定；3-2第一监测断面层L1至第八监测断面层L8每个监测断面层的4个倾角传感器1用光缆串联连接，引入保护盒中，形成一条链路，然后接入到主光缆5；4个倾角传感器1用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆6；所述保护盒安装在立井井筒梯子间主光缆5附近；3-3第二监测断面层L2至第八监测断面层L8的每个监测断面层的5组应变传感器用光缆串联连接，引入保护盒中，形成另一条链路，然后接入到主光缆5；5组应变传感器用电缆串联起来，引入保护盒中，然后接入到主电缆6；3-4将主光缆5和主电缆6连接至地面控制终端7的自动采集设备和系统，实现自动、实时采集。5.根据权利要求4所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述主光缆5为16芯光缆；地面控制终端7的自动采集设备和系统配置一套15个光通道信号处理器进行在线监测。6.根据权利要求1-5任一所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述倾角传感器1包括：相互垂直放置的第一单轴传感芯片10与第二单轴传感芯片20；所述第一单轴传感芯片10与第一缓存放大电路30相连；所述第二单轴传感芯片20与第二缓存放大电路40相连；所述第一缓存放大电路30与第二缓存放大电路40与单片机50相连；所述单片机50与信号转换模块60相连。7.根据权利要求6所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述倾角传感器1还包括电源稳压电路70，与所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40、单片机50、信号转换模块60相连；所述电源稳压电路70用于给所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路40提供高质量温度补偿的5伏电压，给所述单片机50提供3.3伏电压及给所述信号转换模块60提供5伏电压；所述电源稳压电路70输入电压经MIC5202-33YM、MIC5202-50YM输出3.3伏及5伏，分别为所述单片机50及信号转换模块60供电；经芯片5430输出5伏后经REF02AU进行温度补偿后输出高质量的5伏电压为所述第一单轴传感芯片10、第一缓存放大电路30、第二单轴传感芯片20、第二缓存放大电路供电40。8.根据权利要求7所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述第一单轴传感芯片10和或所述第二单轴传感芯片20均为SCA103T_D04芯片；所述第一单轴倾角传感芯片10的端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，端脚11通过电阻R1接所述第一缓存放大电路30，端脚5通过电阻R5接所述第一缓存放大电路30；所述第二单轴倾角传感芯片20的端脚6、端脚9、端脚10一起接地，端脚12接5伏电压，并通过电容C1接地，端脚11通过电阻R10接所述第二缓存放大电路40，端脚5通过电阻R15接所述第二缓存放大电路40。9.根据权利要求8所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述第一缓存放大电路30和或所述第二缓存放大电路40为OP284；所述第一缓存放大电路30的端脚3及端脚5分别通过电容C4及电容C2接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C5接地；端脚1、端脚2短接后经过电阻R2及电阻R3接地，电阻R2及电阻R3的中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R6及电阻R8接地，电阻R6及电阻R8中间接点接至所述单片机；所述第二缓存放大电路40的端脚3及端脚5分别通过电容C10及电容C11接地，端脚4接地，端脚8接5伏电压，并通过电容C30接地，端脚1、端脚2短接后经过电阻R11及电阻R12接地，电阻R11及电阻R12中间接点接至所述单片机，端脚6、端脚7短接后经过电阻R16及电阻R17接地，电阻R16及电阻R17中间接点接至所述单片机。10.根据权利要求9所述的基于倾角传感器的立井井筒偏斜监测方法，其特征在于，所述单片机50为C8051F350芯片；所述单片机50的端脚21接至3.3伏电压，端脚21又通过电容C6接地，端脚9、端脚32接地，端脚11、端脚12分别依次接至仿真下载器端脚3、端脚2，仿真下载器端脚1接地，仿真下载器端脚2经电阻R14接3.3伏电压；端脚1、端脚2、端脚7和端脚8分别为所述第一缓存放大电路30、第二缓存放大电路40的输出电压，端脚10接3.3伏，端脚19接三极管Q1的基极，端脚17、端脚18接所述信号转换模块60；端脚15、端脚16间接电阻R13及晶振Y1，晶振Y1与端脚15的连接端通过电容C12接地，晶振Y1与端脚16的连接端通过电容C13接地；端脚23经电阻R9接3.3伏，端脚28经电阻R22接地，端脚31经电阻R7接地，经电阻R4接5伏电压；所述信号转换模块60为HVD888芯片；所述HVD888芯片的端脚1、端脚4接所述单片机50，端脚2、端脚3短接经电阻R21接5伏电压，端脚2、端脚3的短接点同时接到三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极接地；端脚5接地，端脚8接5伏电压，并经电容C16接地，端脚6接信号输出端A，端脚7接信号输出端B；端脚6与端脚7之间接一双向瞬态抑制管D3，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点再接一双向瞬态抑制管D4后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚7连接的点接电阻R24再接电阻R25后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点再接一双向瞬态抑制管D2后接地，双向瞬态抑制管D3与端脚6连接的点接电阻R19再接电阻R18后接5伏电压。

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