專利名稱：礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)。應(yīng)用在煤炭行業(yè)，主要是負(fù)責(zé)對采煤工作面、掘進(jìn)面及臨近巷道頂板應(yīng)力、頂板變形與破壞、支架支柱壓縮量與載荷、離層相對位移、 錨桿鉆孔應(yīng)力等宏觀礦壓顯現(xiàn)量進(jìn)行測量與記錄，以及巖層活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)采煤工作面礦山來壓周期、來壓步距、巖層活動(dòng)規(guī)律并以此指導(dǎo)生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
地下采礦工程，常處于強(qiáng)烈的地應(yīng)力場內(nèi)，采場圍巖壓力尤其是頂板壓力的變化直接影響到人員和設(shè)備的安全。地下煤巖體的采動(dòng)將會(huì)引起頂板來壓，如果來壓不能得到很好的預(yù)測預(yù)報(bào)就可能造成頂板事故，尤其是傾斜和急傾斜煤層開采。目前礦山壓力監(jiān)測方法主要是通過監(jiān)測綜采支架或單體液壓支柱油缸內(nèi)部介質(zhì)的壓力變化，進(jìn)而推測頂板壓力變化規(guī)律，以期正確指導(dǎo)采煤面支護(hù)及頂板控制工作。現(xiàn)有的礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要存在測量精度低，抗沖擊能力差，而且不能測量微小位移量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗沖擊能力強(qiáng)、測量精度高，并能測量微小位移量的框上壓力監(jiān)測系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在井上的數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)，數(shù)數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)通過串口線連接，還包括避雷器以及設(shè)置在井下的接線盒和多個(gè)礦用分站、礦用電源，避雷器的輸入端通過電纜與接線盒連接，避雷器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接口連接，接線盒通過電纜與各個(gè)礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個(gè)礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應(yīng)力傳感器、頂?shù)装褰總鞲衅鳌?礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。礦用壓力傳感器由壓力傳感器本體和兩只壓力變送器組成，兩只壓力變送器均通過電纜與壓力傳感器本體電連接，傳感器本體由殼體、蓋板、主電路板、報(bào)警燈、蜂鳴器、提手、觀察窗和用于連接電纜的航空插頭組成，蓋板與殼體對接固定在一起，主電路板固定在殼體內(nèi)，報(bào)警燈安裝在殼體上，且報(bào)警燈通過導(dǎo)線與主電路板連接，蜂鳴器安裝在殼體內(nèi)， 且蜂鳴器通過導(dǎo)線與主電路板連接，提手固定在殼體的頂部，觀察窗安裝在殼體的正面，航空插頭安裝在殼體外部，并通過導(dǎo)線與主電路板連接。礦用本安型離層位移傳感器由包括傳感器本體和兩只拉線位移尺組成，兩只拉線位移尺均通過電纜與傳感器本體電連接，所述的傳感器本體由殼體、蓋板、主電路板、報(bào)警燈、蜂鳴器、提手、觀察窗和用于連接電纜的航空插頭組成，蓋板與殼體對接固定在一起，主電路板固定在殼體內(nèi)，報(bào)警燈安裝在殼體上，且報(bào)警燈通過導(dǎo)線與主電路板連接，蜂鳴器安裝在殼體內(nèi)，且蜂鳴器通過導(dǎo)線與主電路板連接，提手固定在殼體的頂部，觀察窗安裝在殼體的正面，航空插頭安裝在殼體外部，并通過導(dǎo)線與主電路板連接。采用上述技術(shù)方案后，傳感器本體中的壓力變送器采用不銹鋼整體構(gòu)件，進(jìn)口彈性體原件，高精度應(yīng)變計(jì)及先進(jìn)的貼片工藝，具有靈敏度高、性能穩(wěn)定、良好的抗沖擊能力。 不銹鋼全封焊接，結(jié)構(gòu)小巧、緊湊，有良好的防潮能力和優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。根據(jù)壓力的大小輸出相應(yīng)的電流信號(hào)，由傳感器本體進(jìn)行采集，處理后輸出與上位機(jī)通訊，大大提高了監(jiān)測的精度。拉線位移尺通過電纜與傳感器本體電連接，煤礦巖層的離層位移運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)位移拉線尺運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)C(jī)械位移量轉(zhuǎn)化為可計(jì)量的、成線性比例的電信號(hào)。當(dāng)測量對象產(chǎn)生位移時(shí)，拉線位移尺輸出與移動(dòng)量成正比的電信號(hào)，傳感器本體對電信號(hào)進(jìn)行采集、處理后輸出與上位機(jī)通訊。這種采用恒力設(shè)計(jì)的方法，微小的離層運(yùn)動(dòng)均可測量，提高了測量的精度。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的傳感器本體的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2的局部剖視示意圖4為本發(fā)明的礦用壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的礦用壓力傳感器中壓力變送器的電路原理圖6為本發(fā)明的礦用壓力傳感器的電路原理圖7為本發(fā)明的礦用本安型離層位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的礦用本安型離層位移傳感器的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在井上的數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)，數(shù)數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)通過串口線連接，還包括避雷器以及設(shè)置在井下的接線盒和多個(gè)礦用分站、礦用電源，避雷器的輸入端通過電纜與接線盒連接，避雷器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接口連接，接線盒通過電纜與各個(gè)礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個(gè)礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應(yīng)力傳感器、頂?shù)装褰總鞲衅?、礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。如圖2飛所示，礦用壓力傳感器由壓力傳感器本體和兩只壓力變送器9組成，兩只壓力變送器9均通過電纜與壓力傳感器本體電連接，傳感器本體由殼體1、蓋板2、主電路板 3、報(bào)警燈4、蜂鳴器6、提手5、觀察窗7和用于連接電纜的航空插頭8組成，蓋板2與殼體1 對接固定在一起，主電路板3固定在殼體1內(nèi)，報(bào)警燈4安裝在殼體1上，且報(bào)警燈4通過導(dǎo)線與主電路板3連接，蜂鳴器6安裝在殼體1內(nèi)，且蜂鳴器6通過導(dǎo)線與主電路板3連接， 提手5固定在殼體1的頂部，觀察窗7安裝在殼體1的正面，航空插頭8安裝在殼體外部， 并通過導(dǎo)線與主電路板3連接。如圖2、3、7、8所示，礦用本安型離層位移傳感器由包括傳感器本體和兩只拉線位移尺10組成，兩只拉線位移尺10均通過電纜與傳感器本體電連接，所述的傳感器本體由殼體1、蓋板2、主電路板3、報(bào)警燈4、蜂鳴器6、提手5、觀察窗7和用于連接電纜的航空插頭 8組成，蓋板2與殼體1對接固定在一起，主電路板3固定在殼體1內(nèi)，報(bào)警燈4安裝在殼體1上，且報(bào)警燈4通過導(dǎo)線與主電路板3連接，蜂鳴器6安裝在殼體1內(nèi)，且蜂鳴器6通過導(dǎo)線與主電路板3連接，提手5固定在殼體1的頂部，觀察窗7安裝在殼體1的正面，航空插頭8安裝在殼體外部，并通過導(dǎo)線與主電路板3連接。本發(fā)明的工作原理如下
如圖5、6所示，壓力變送器提供的電流信號(hào)經(jīng)過采樣電阻變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入到采集通道，單片機(jī)對信號(hào)進(jìn)行采集處理、分析、補(bǔ)償并且通過數(shù)碼管顯示；輸出標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)或者電流信號(hào)，當(dāng)測量值等于或大于報(bào)警值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，報(bào)警值用遙控器進(jìn)行設(shè)定。采用精密拉線位移尺10為傳感器本體提供電信號(hào)，拉線位移尺10可等效為可變精密電阻，采用恒力設(shè)計(jì)，位移拉線尺拉動(dòng)力不大于5N，在監(jiān)控巖層位移時(shí)反應(yīng)靈敏，精度高。根據(jù)拉線位移尺的拉線長度輸出電壓值。電壓信號(hào)輸入到采集通道，單片機(jī)對信號(hào)進(jìn)行采集處理，并且通過數(shù)碼管顯示。輸出標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)或者電流信號(hào)，當(dāng)測量值等于或大于報(bào)警值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，報(bào)警值可以通過遙控器設(shè)置。礦用壓力傳感器采集綜采液壓支架、單體液壓支柱工作阻力；礦用本安型離層位移傳感器采集頂板離層位移值；錨桿/索應(yīng)力傳感器采集煤礦頂板支護(hù)錨桿的托錨力；頂?shù)装逡平總鞲衅鞑杉數(shù)装逡平灰浦?。井下每個(gè)傳感器通過電纜與礦用分站連接，礦用電源經(jīng)過礦用分站向傳感器供電，礦用分站由礦用電源直接供電，每個(gè)分站采集到的信號(hào)通過電纜經(jīng)過避雷器將數(shù)據(jù)送到井上，與數(shù)據(jù)接口相連，最后數(shù)據(jù)接口輸出的信號(hào)經(jīng)過 RS232串口線與地面主機(jī)相連完成數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)、分析等。
權(quán)利要求
1.一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在井上的數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)，數(shù)數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)通過串口線連接，其特征在于還包括避雷器以及設(shè)置在井下的接線盒和多個(gè)礦用分站、礦用電源，避雷器的輸入端通過電纜與接線盒連接，避雷器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接口連接，接線盒通過電纜與各個(gè)礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個(gè)礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應(yīng)力傳感器、頂?shù)装褰總鞲衅?、礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的礦用壓力傳感器由壓力傳感器本體和兩只壓力變送器(9)組成，兩只壓力變送器(9)均通過電纜與壓力傳感器本體電連接，傳感器本體由殼體(1)、蓋板(2)、主電路板(3)、報(bào)警燈(4)、蜂鳴器(6)、提手(5)、觀察窗(7)和用于連接電纜的航空插頭(8)組成，蓋板(2)與殼體(1)對接固定在一起，主電路板(3)固定在殼體(1)內(nèi)，報(bào)警燈(4)安裝在殼體(1)上，且報(bào)警燈(4)通過導(dǎo)線與主電路板(3)連接，蜂鳴器(6)安裝在殼體(1)內(nèi)，且蜂鳴器(6)通過導(dǎo)線與主電路板(3) 連接，提手(5)固定在殼體(1)的頂部，觀察窗(7)安裝在殼體(1)的正面，航空插頭(8)安裝在殼體外部，并通過導(dǎo)線與主電路板(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的礦用本安型離層位移傳感器由包括傳感器本體和兩只拉線位移尺(10)組成，兩只拉線位移尺(10)均通過電纜與傳感器本體電連接，所述的傳感器本體由殼體(1)、蓋板(2)、主電路板(3)、報(bào)警燈(4)、蜂鳴器(6)、提手(5)、觀察窗(7)和用于連接電纜的航空插頭(8)組成，蓋板(2)與殼體(1)對接固定在一起，主電路板(3 )固定在殼體(1)內(nèi)，報(bào)警燈(4 )安裝在殼體(1)上， 且報(bào)警燈(4)通過導(dǎo)線與主電路板(3)連接，蜂鳴器(6)安裝在殼體(1)內(nèi)，且蜂鳴器(6) 通過導(dǎo)線與主電路板(3)連接，提手(5)固定在殼體(1)的頂部，觀察窗(7)安裝在殼體(1) 的正面，航空插頭(8)安裝在殼體外部，并通過導(dǎo)線與主電路板(3)連接。
全文摘要
一種礦山壓力監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)置在井上的數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)，數(shù)數(shù)據(jù)接口和地面主機(jī)通過串口線連接，還包括避雷器以及設(shè)置在井下的接線盒和多個(gè)礦用分站、礦用電源，避雷器的輸入端通過電纜與接線盒連接，避雷器的輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)接口連接，接線盒通過電纜與各個(gè)礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個(gè)礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應(yīng)力傳感器、頂?shù)装褰總鞲衅?、礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。本發(fā)明抗沖擊能力強(qiáng)、測量精度高，同時(shí)能測量微小位移量。
文檔編號(hào)G01B7/02GK102174898SQ20111004376
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張廣雷, 朱尚嵩, 王豫江, 石杰, 袁少博, 馬汝超 申請人:宜興市三恒自動(dòng)化儀表有限公司, 江蘇三恒科技集團(tuán)有限公司