專利名稱：礦山壓力監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種礦山壓力監測系統。應用在煤炭行業，主要是負責對采煤工作面、掘進面及臨近巷道頂板應力、頂板變形與破壞、支架支柱壓縮量與載荷、離層相對位移、 錨桿鉆孔應力等宏觀礦壓顯現量進行測量與記錄，以及巖層活動，發現采煤工作面礦山來壓周期、來壓步距、巖層活動規律并以此指導生產。
背景技術：
地下采礦工程，常處于強烈的地應力場內，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備的安全。地下煤巖體的采動將會引起頂板來壓，如果來壓不能得到很好的預測預報就可能造成頂板事故，尤其是傾斜和急傾斜煤層開采。目前礦山壓力監測方法主要是通過監測綜采支架或單體液壓支柱油缸內部介質的壓力變化，進而推測頂板壓力變化規律，以期正確指導采煤面支護及頂板控制工作。現有的礦山壓力監測系統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。
發明內容
本發明的目的是提供一種抗沖擊能力強、測量精度高，并能測量微小位移量的框上壓力監測系統。實現上述目的的技術方案是一種礦山壓力監測系統，包括設置在井上的數據接口和地面主機，數數據接口和地面主機通過串口線連接，還包括避雷器以及設置在井下的接線盒和多個礦用分站、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據線與數據接口連接，接線盒通過電纜與各個礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應力傳感器、頂底板近量傳感器、 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，報警燈安裝在殼體上，且報警燈通過導線與主電路板連接，蜂鳴器安裝在殼體內， 且蜂鳴器通過導線與主電路板連接，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，報警燈安裝在殼體上，且報警燈通過導線與主電路板連接，蜂鳴器安裝在殼體內，且蜂鳴器通過導線與主電路板連接，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，并通過導線與主電路板連接。采用上述技術方案后，傳感器本體中的壓力變送器采用不銹鋼整體構件，進口彈性體原件，高精度應變計及先進的貼片工藝，具有靈敏度高、性能穩定、良好的抗沖擊能力。 不銹鋼全封焊接，結構小巧、緊湊，有良好的防潮能力和優異的介質兼容性。根據壓力的大小輸出相應的電流信號，由傳感器本體進行采集，處理后輸出與上位機通訊，大大提高了監測的精度。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動帶動位移拉線尺運動，能夠將機械位移量轉化為可計量的、成線性比例的電信號。當測量對象產生位移時，拉線位移尺輸出與移動量成正比的電信號，傳感器本體對電信號進行采集、處理后輸出與上位機通訊。這種采用恒力設計的方法，微小的離層運動均可測量，提高了測量的精度。
圖1為本發明的結構示意圖2為本發明的傳感器本體的結構示意圖3為圖2的局部剖視示意圖4為本發明的礦用壓力傳感器的結構示意圖5為本發明的礦用壓力傳感器中壓力變送器的電路原理圖6為本發明的礦用壓力傳感器的電路原理圖7為本發明的礦用本安型離層位移傳感器的結構示意圖8為本發明的礦用本安型離層位移傳感器的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。如圖1所示，一種礦山壓力監測系統，包括設置在井上的數據接口和地面主機，數數據接口和地面主機通過串口線連接，還包括避雷器以及設置在井下的接線盒和多個礦用分站、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據線與數據接口連接，接線盒通過電纜與各個礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應力傳感器、頂底板近量傳感器、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，報警燈4安裝在殼體1上，且報警燈4通過導線與主電路板3連接，蜂鳴器6安裝在殼體1內，且蜂鳴器6通過導線與主電路板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，報警燈4安裝在殼體1上，且報警燈4通過導線與主電路板3連接，蜂鳴器6安裝在殼體1內，且蜂鳴器6通過導線與主電路板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，并通過導線與主電路板3連接。本發明的工作原理如下
如圖5、6所示，壓力變送器提供的電流信號經過采樣電阻變為電壓信號輸入到采集通道，單片機對信號進行采集處理、分析、補償并且通過數碼管顯示；輸出標準頻率信號或者電流信號，當測量值等于或大于報警值時進行聲光報警，報警值用遙控器進行設定。采用精密拉線位移尺10為傳感器本體提供電信號，拉線位移尺10可等效為可變精密電阻，采用恒力設計，位移拉線尺拉動力不大于5N，在監控巖層位移時反應靈敏，精度高。根據拉線位移尺的拉線長度輸出電壓值。電壓信號輸入到采集通道，單片機對信號進行采集處理，并且通過數碼管顯示。輸出標準頻率信號或者電流信號，當測量值等于或大于報警值時進行聲光報警，報警值可以通過遙控器設置。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/索應力傳感器采集煤礦頂板支護錨桿的托錨力；頂底板移近量傳感器采集頂底板移近位移值。井下每個傳感器通過電纜與礦用分站連接，礦用電源經過礦用分站向傳感器供電，礦用分站由礦用電源直接供電，每個分站采集到的信號通過電纜經過避雷器將數據送到井上，與數據接口相連，最后數據接口輸出的信號經過 RS232串口線與地面主機相連完成數據的顯示、存儲、分析等。
權利要求
1.一種礦山壓力監測系統，包括設置在井上的數據接口和地面主機，數數據接口和地面主機通過串口線連接，其特征在于還包括避雷器以及設置在井下的接線盒和多個礦用分站、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據線與數據接口連接，接線盒通過電纜與各個礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應力傳感器、頂底板近量傳感器、礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。
2.根據權利要求1所述的礦山壓力監測系統，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，報警燈(4)安裝在殼體(1)上，且報警燈(4)通過導線與主電路板(3)連接，蜂鳴器(6)安裝在殼體(1)內，且蜂鳴器(6)通過導線與主電路板(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，并通過導線與主電路板(3)連接。
3.根據權利要求1或2所述的礦山壓力監測系統，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，報警燈(4 )安裝在殼體(1)上， 且報警燈(4)通過導線與主電路板(3)連接，蜂鳴器(6)安裝在殼體(1)內，且蜂鳴器(6) 通過導線與主電路板(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，并通過導線與主電路板(3)連接。
全文摘要
一種礦山壓力監測系統，包括設置在井上的數據接口和地面主機，數數據接口和地面主機通過串口線連接，還包括避雷器以及設置在井下的接線盒和多個礦用分站、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據線與數據接口連接，接線盒通過電纜與各個礦用分站連接，礦用電源直接向礦用分站供電，每個礦用分站上分別用電纜連接有錨桿/索應力傳感器、頂底板近量傳感器、礦用壓力傳感器和礦用本安型離層傳感器。本發明抗沖擊能力強、測量精度高，同時能測量微小位移量。
文檔編號G01B7/02GK102174898SQ20111004376
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者張廣雷, 朱尚嵩, 王豫江, 石杰, 袁少博, 馬汝超 申請人:宜興市三恒自動化儀表有限公司, 江蘇三恒科技集團有限公司