專利名稱：特種應(yīng)力測量報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利屬于地質(zhì)應(yīng)力測量和報警的專用電子儀器。特別是一種可進行井下巷道應(yīng)力連續(xù)測量和報警的自動化檢測報警器。
經(jīng)專利文獻和有關(guān)資料的初步檢索，目前還沒有一種價格低廉、原理簡單可靠的電子儀器能對巷道的應(yīng)力變化進行連續(xù)、精確的、超大范圍的測量和報警，少數(shù)臨時檢測儀器諸如微波測距儀、超聲波探縫儀、激光測距儀等便攜式檢測設(shè)備，雖然也能測量井下巷道巖壁的位移變化，但只能臨時地、間接地、局部地進行測量，其測量結(jié)果還要與巷道的原始巖相地質(zhì)資料進行復(fù)雜的對比分析，才能得出巖相變形結(jié)果。由于便攜式測量儀器在使用操作時沒有穩(wěn)定的參照地基，又受測量環(huán)境的復(fù)雜影響，故測量誤差大，也不能全過程、全天候進行連續(xù)測量和報警。另有一種用于煤礦巷道采掘區(qū)域頂部和側(cè)面應(yīng)力變化測量報警裝置，其方法是將多個小型壓力傳感器依序相隔一定距離埋于巷道頂部和側(cè)面，再將各壓力傳感器的信號用電纜相連送至微機進行測量分析報警。這種測量方法安裝十分復(fù)雜，電纜鋪設(shè)繁多，現(xiàn)場工人不能及時看到某一部位的應(yīng)力變化量以及坍塌危險報警信號。該測量方法由于采用了“點”式應(yīng)變壓力傳感器，如果遇到整塊大片巖石下沉，而該塊巖石內(nèi)部又不發(fā)生斷裂，那么埋在該塊巖石中的傳感器將測不到巖石本身的應(yīng)力變化，并與整塊巖石同步下沉，因此無法準(zhǔn)確測量和預(yù)報超大范圍的巖石坍塌。盡管該方法能對井下巷道應(yīng)力變化進行測量和報警，由于存在上述不足以及造價太高而未能得到推廣和使用。
本實用新型專利的目的就是為了解決各種類型測量儀器存在的不足，能對井下巷道的超大范圍進行連續(xù)測量和報警，可精確地測量巷道頂部或側(cè)面的應(yīng)力變化量，并對巷道任何區(qū)段的坍塌和險情進行報警，可大量減少人身設(shè)備事故。
本實用新型專利是根據(jù)金屬電阻受壓變形而產(chǎn)生電阻值變化的基本原理，用于測量井下巷道頂部和側(cè)面任一區(qū)段的巖相應(yīng)力變化。該電阻應(yīng)變測量傳感器的結(jié)構(gòu)原理不同于傳統(tǒng)的應(yīng)變片“點”式壓敏元件，而是將傳統(tǒng)的僅只幾厘米長的應(yīng)變片制做成1米至10米長不等的絲狀應(yīng)變片。這種特制的絲狀應(yīng)力測量傳感器，可以直接固定或者用水泥噴封在巷道頂部或側(cè)部，一旦發(fā)生地質(zhì)結(jié)構(gòu)位移變化，該特種傳感器的電阻值也隨之發(fā)生變化。又由于這種傳感器是一種超長“線”式應(yīng)力傳感器，克服了“點”式應(yīng)力傳感器存在的不足，如果將多個10米長的特種應(yīng)力傳感器固定或噴封在巷道頂部或側(cè)面，并連接成網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，就能測出超大面積的坍塌信號，不會象“點”式傳感器那樣隨整塊大片巖石同時下沉而失效。
該特種應(yīng)力測量報警器由絲狀電阻應(yīng)變傳感器、平衡電橋、精密放大器、聲光報警器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器、時間控制器、具有安全警告標(biāo)志圖案的外殼組成。當(dāng)安裝在巷道頂部或側(cè)面的絲狀電阻應(yīng)變傳感器受壓變形后，其電阻變化引起平衡電橋的不平衡變化，該變化信號經(jīng)精密放大器放大后直接驅(qū)動聲光報警器和數(shù)字顯示器。該特種應(yīng)力測量報警器還可輸出0～5伏特的模擬信號或標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號。數(shù)字量信號經(jīng)過時間控制器后，可在規(guī)定的時間內(nèi)輸送給單片機，單片機可與數(shù)百個特種應(yīng)力測量報警器相連接，對巷道進行更大范圍的循回檢測和報警。
說明書附圖
一，是該特種應(yīng)力測量報警器的電路圖，圖中標(biāo)明電阻應(yīng)變傳感器、平衡電橋、精密放大器、聲光報警器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器、時間控制器。
說明書附圖二，是該特種應(yīng)力測量報警器的盒體外觀圖。在面板上設(shè)計有安全警告標(biāo)志圖案、電源指示燈、報警指示燈、數(shù)字顯示器。盒體側(cè)面設(shè)有信號輸入插口、信號輸出插口、24伏直流電源插口。盒體內(nèi)安裝有平衡電橋、精密放大器、閃光報警器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器、時間控制器等電路板。
本實用新型專利設(shè)計新穎、原理簡單、成本低廉，既能單獨使用，也可與單片機相連構(gòu)成超大網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，能廣泛用于各類井下巷道、山體滑坡、高層建筑物傾斜、地面下沉、橋梁大壩江堤變形、大地震動等方面。
權(quán)利要求1.特種應(yīng)力測量報警器由絲狀電阻應(yīng)變傳感器(1)、平衡電橋(2)、精密放大器(3)、聲光報警器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、數(shù)字顯示器(6)、時間控制器(7)、具有安全警告標(biāo)志圖案的外殼(8)組成其特征在于絲狀電阻應(yīng)變傳感器(l)、精密放大器(3)、聲光報警器(4)、時間控制器(7)。
2.按照權(quán)利要求1所述的特種應(yīng)力測量報警器其特征在于絲狀電阻應(yīng)變傳感器(1)、平衡電橋(2)、精密放大器(3)、聲光報警器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、數(shù)字顯示器(6)、時間控制器(7)、具有安全警告標(biāo)志圖案的外殼(8)，可直接固封安裝在井下巷道頂部或側(cè)部，也可靈活安裝在其它被測對象中，既可單獨組成測量報警器，也可與單片機組成測量報警系統(tǒng)。
專利摘要特種應(yīng)力測量報警器屬于地質(zhì)應(yīng)力測量和報警的專用電子儀器,由絲狀電阻應(yīng)變傳感器、平衡電橋、精密放大器、聲光報警器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器、時間控制器、具有安全警告標(biāo)志圖案的外殼組成,經(jīng)固封后直接安裝在井下巷道的頂部或側(cè)部,也可靈活安裝在其它被測對象中。既可單獨組成測量報警器,也可與單片機組成測量報警系統(tǒng)。說明書摘要附圖,是該特種應(yīng)力測量報警器的盒體外觀圖。在面板上設(shè)計有安全警告標(biāo)志圖案、電源指示燈、報警指示燈、數(shù)字顯示器、蜂鳴器。盒體側(cè)面設(shè)有信號輸入插口、信號輸出插口、24伏直流電源插口。本實用新型專利設(shè)計新穎,原理簡單,價格低廉,應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號G01L1/18GK2306500SQ97209270
公開日1999年2月3日 申請日期1997年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月22日
發(fā)明者方治安 申請人:方治安