單體支柱工作面壓力智能監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種預警系統，具體是一種單體支柱工作面壓力、甲烷監測預警系統，屬于自動監測預警技術領域。
【背景技術】
[0002]煤炭地下開采過程中廣泛采用單體支柱來支護頂板開采煤炭，由于各種原因，會形成突然的頂板來壓，這往往會造成支護頂板垮落，進而會對人身安全產生威脅，也會損壞礦用的設備，目前單體支柱工作面上還沒有實時的頂板壓力監控報警系統。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，其能不間斷的提供實時工作面頂板壓力自動監控報警功能，從而可實時保障廣大礦工的人身安全，也能有效地減少礦用設備的損傷。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型提供一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，包括壓力檢測接頭、無線壓力傳感器、無線甲烷傳感器和無線信號接收傳遞系統，所述壓力檢測接頭與無線壓力傳感器電連接，所述壓力檢測接頭設置在單體支柱的出液口處，所述無線甲烷傳感器設置在單體支柱上，所述無線壓力傳感器和無線甲烷傳感器發出的無線信號均傳遞給無線信號接收傳遞系統，所述無線信號接收傳遞系統的數據信號通過數據傳輸線傳遞給路由器，所述路由器將接收的數據信號通過數據傳輸線經中繼器傳遞給計算機終端。
[0005]作為本實用新型的改進，所述無線信號接收傳遞系統主要由信號接收部分、電源、CPU及以太網組成，所述信號接收部分主要由第一 E35-TTL-100無線信號接收模塊、第二 E35-TTL-100無線信號接收模塊和MAX232信號電平轉換模塊組成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模塊組成，所述以太網主要由以太網PHY控制器DP83848模塊和集成變壓器RJ45接頭HR911105A模塊組成。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述數據傳輸線為雙絞線。
[0007]本發明的有益效果是:一旦發生單體支柱支護工作面的頂板壓力超過單體支柱的支護極限，有可能發生頂板跨路事故時，頂板擠壓單體支柱的活塞，活塞向下運行，擠壓單體支柱中的液壓介質，使得液壓介質中的液體液力增大，通過連接在單體支柱入液口的壓力檢測接頭，將液體液力輸送到無線壓力傳感器中，通過無線信號接收傳遞系統接受無線壓力傳感器傳遞的壓力信號，通過數據網絡傳遞到計算機終端內的系統中，從而實現實時預警；一旦單體支柱工作面的甲烷含量達到一定極限，固定在單體支柱上的無線甲烷傳感器就會將甲烷含量信號轉變成無線信號發送出去，通過無線信號接收傳遞系統經數據網絡傳遞到計算機終端內的系統中，通過計算機終端的屏幕信號顯示和聲音自動報警系統實現報警。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0009]圖2是本實用新型中無線信號接收傳遞系統中信號接收部分的電路圖；
[0010]圖3是本實用新型中無線信號接收傳遞系統中電源的電路圖；
[0011]圖4本實用新型中無線信號接收傳遞系統中的CPU電路中的STM32F107VCT6模塊圖；
[0012]圖5本實用新型中無線信號接收傳遞系統中以太網電路圖。
[0013]圖中:1、壓力檢測接頭，2、無線壓力傳感器，3、無線信號接收傳遞系統，4、數據傳輸線，5、路由器，6、中繼器，7、計算機終端。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖1至圖5所示，一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，包括壓力檢測接頭1、無線壓力傳感器2、無線甲烷傳感器8和無線信號接收傳遞系統3，所述壓力檢測接頭I與無線壓力傳感器2電連接，所述壓力檢測接頭I設置在單體支柱的出液口處，所述無線甲烷傳感器8設置在單體支柱上，所述無線壓力傳感器2和無線甲烷傳感器8發出的無線信號均傳遞給無線信號接收傳遞系統3，所述無線信號接收傳遞系統3的數據信號通過數據傳輸線4傳遞給路由器5，所述路由器5將接收的數據信號通過數據傳輸線4經中繼器6傳遞給計算機終端7。一旦發生單體支柱支護工作面的頂板壓力超過單體支柱的支護極限，有可能發生板跨落事故時，頂板擠壓單體支柱的活塞，活塞向下運行，擠壓單體支柱中的液壓介質，使得液壓介質中的液體液力增大，通過連接在單體支柱入液口的壓力檢測接頭I，將液體液力輸送到無線壓力傳感器2中，通過無線信號接收傳遞系統3接受無線壓力傳感器2傳遞的壓力信號，通過數據網絡傳遞到計算機終端7內的系統中，通過計算機終端7屏幕信號顯示和聲音自動報警系統實現報警，一旦單體支柱工作面的甲烷含量達到一定極限，固定在單體支柱上的無線甲烷傳感器8就會將甲烷含量信號轉變成無線信號發送出去，通過無線信號接收傳遞系統3經數據網絡傳遞到計算機終端上，通過計算機終端屏幕信號顯示和聲音自動報警系統實現報警，從而可實現實時預警。
[0016]所述無線信號接收傳遞系統3主要由信號接收部分、電源、CPU及以太網組成，所述信號接收部分主要由第一 E35-TTL-100無線信號接收模塊P3、第二 E35-TTL-100無線信號接收模塊P5和MAX232信號電平轉換模塊組成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模塊組成，所述以太網主要由以太網PHY控制器DP83848模塊和集成變壓器RJ45接頭HR911105A模塊組成。
[0017]所述數據傳輸線4為雙絞線。
[0018]所述的計算機終端7開發有顯示無線壓力傳感器2及無線甲烷傳感器8位置，以及液體壓力轉換成實際壓力和顯示甲烷濃度的軟件系統，該軟件系統能夠在壓力超過設定載荷的情況下屏幕紅色信號顯示和聲音自動報警，在甲烷濃度超過設定值的情況下屏幕橙色信號顯示和聲音自動報警。
[0019]圖3的電源電路圖為圖1的接收部分電路提供3.3V和5.0V電源，為圖5以太網電路提供3.3V電源，其余部分電路連接關系如下:圖2中PA2、PA3、PA9、PAlO引腳連接圖4 中 PA2、PA3、PA9、PA10 ;圖 4 中 PE11、PE12、PE13、PC1、PC4、PC5、PA7、PA12、PA13 引腳與圖 5 中 PE11、PE12、PE13、PC1、PC4、PC5、PA7、PA12、PA13 引腳連接。
[0020]工作過程:工作面的頂板壓力通過單體支柱的活塞作用到液壓介質中，液壓介質通過連接在單體支柱入液口的壓力檢測接頭1，將液體壓力作用到無線壓力傳感器2 (發射頻率為490MHz)中，無線壓力傳感器2將壓力信號轉變成無線數字信號向周圍空間傳播；通過固定在單體支柱上的無線甲烷傳感器8，可以將測量點的甲烷氣體含量轉變成無線數字信號向周圍空間傳播；安裝在能夠接收無線信號范圍內的無線信號接收傳遞系統3中的信號接收部分(圖2)的E35-TTL-100模塊(E35-TTL-100是一款基于SI4463的10mW的無線信號接收模塊，工作在475-500.5MHz頻段，使用串口進行數據收發，降低了無線應用的門檻。它具有功率密度集中，傳輸距離遠，抗干擾能力強的優勢。)接收到設定的無線壓力傳感器2和無線甲烷傳感器8的信號，E35-TTL-100模塊將無線壓力傳感器2傳過來的無線信號轉變為TTL電平的串口信號輸出，然后經過MAX232 (圖2)信號電平轉換到cup模塊STM32F107VCT6 (圖4)做進一步的處理，cup模塊STM32F107VCT6的處理信號傳輸到以太電路(圖5);數據傳輸線4 (雙絞線)通過接頭與以太電路(圖5)中的集成變壓器RJ45接頭HR911105A模塊插接，經過路由器5、中繼器6，將信號傳遞到計算機終端7，計算機終端7可以實時顯示各個檢測點的頂板壓力及甲烷氣體含量，一量超出限定數值，系統就會通過屏幕紅色信號顯示和聲音自動報警。
【主權項】
1.一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，包括壓力檢測接頭(1)、無線壓力傳感器(2 )，所述壓力檢測接頭(I)與無線壓力傳感器(2 )電連接，其特征在于，還包括無線甲烷傳感器(8)和無線信號接收傳遞系統(3)，所述壓力檢測接頭(I)設置在單體支柱的出液口處，所述無線甲烷傳感器(8 )設置在單體支柱上，所述無線壓力傳感器(2 )和無線甲烷傳感器(8)發出的無線信號均傳遞給無線信號接收傳遞系統(3)，所述無線信號接收傳遞系統(3)的數據信號通過數據傳輸線(4)傳遞給路由器(5)，所述路由器(5)將接收的數據信號通過數據傳輸線(4 )經中繼器(6 )傳遞給計算機終端(7 )。
2.根據權利要求1所述的一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，其特征在于，所述無線信號接收傳遞系統(3)主要由信號接收部分、電源、CPU及以太網組成，所述信號接收部分主要由第一 E35-TTL-100無線信號接收模塊、第二 E35-TTL-100無線信號接收模塊和MAX232信號電平轉換模塊組成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模塊組成，所述以太網主要由以太網PHY控制器DP83848模塊和集成變壓器RJ45接頭HR911105A模塊組成。
3.根據權利要求1或2所述的一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，其特征在于，所述數據傳輸線(4)為雙絞線。
【專利摘要】本實用新型提供一種單體支柱工作面壓力智能監控系統，壓力檢測接頭(1)與無線壓力傳感器(2)電連接，壓力檢測接頭(1)設置在單體支柱的出液口處，無線甲烷傳感器(8)設置在單體支柱上，無線壓力傳感器(2)和無線甲烷傳感器(8)發出的無線信號均傳遞給無線信號接收傳遞系統(3)，無線信號接收傳遞系統(3)的數據信號通過數據傳輸線(4)傳遞給路由器(5)，路由器(5)將接收的數據信號通過數據傳輸線(4)經中繼器(6)傳遞給計算機終端(7)。本實用新型能不間斷的提供實時工作面頂板壓力自動監控報警功能，從而可實時保障廣大礦工的人身安全，也能有效地減少礦用設備的損傷。
【IPC分類】G01L19-08
【公開號】CN204594620
【申請號】CN201520221676
【發明人】陸興華, 馬西良, 穆靜, 李志 , 黃傳輝, 張磊, 宋道柱, 何紹華, 張元越
【申請人】徐州工程學院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月13日