一種變形錨桿錨索監測系統及其監測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種巖土工程支護技術，尤其涉及一種變形錨桿錨索監測系統及其監測儀。
【背景技術】
[0002]目前第三代巖土工程支護技術的核心是恒阻大變形錨桿錨索聯合支護技術，該技術使煤礦巷道、露天礦山等面臨的圍巖失穩、滑坡等災害得到了更加有效的控制，但采場圍巖動力災害及滑坡的實時監測和預警仍未有突破性進展。應用恒阻大變形錨桿錨索聯合支護技術的現場，仍停留在人工記錄錨桿(索)端部受力和變形量的狀況。并且現有監測儀結構復雜，不易安裝，而且人工記錄不僅工作量較大，非常的耗費時間，不能及時將錨桿及錨索的變形數據傳送至處理中心，而且人工記錄還比較容易出現差錯。
[0003]圍巖的突變失穩，由于其具有高度的非線性與不確定性，在實際生產中較難有效控制和監測，而這又是支護工程中最大的危害之一。現有技術使用的人工記錄錨桿變形量，只能記錄某時間點的尺寸或壓力參數，而這種方式并不能有效區分緩變還是突變，也不能實時、準確的將數據傳送出，而且，所記錄的參照參數單一。而且，突變發生時，由于錨桿受到破壞，例如發生斷裂，往往會破壞監測裝置，不可能再有監測數據。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供的一種變形錨桿錨索監測儀，目的在于提供一種結構簡單，易于安裝使用的監測儀器，并且使用該監測儀的監測系統可以達到無需人工記錄即可完成數據采集、分析的目的。
[0005]本實用新型的另一目的在于，提供一種針對圍巖突變的有效監測系統，以便有效監測和預測圍巖突變。
[0006]為解決上述問題，本實用新型提供一種變形錨桿錨索監測儀，包括壓力傳感器、位移傳感器、監測儀表，所述壓力傳感器及位移傳感器安裝于一集成臺上，并且與安裝在所述集成臺上的監測儀表相連接；其特征在于，所述位移傳感器包括滾動組件和感測裝置，所述滾動組件外繞設一牽引繩，所述牽引繩的開放端部連接所述變形錨桿錨索的端部；所述滾動組件內部還設有一彈性部件以使滾動組件復位；且所述滾動組件與所述感測裝置連接，當錨桿錨索變形時，能通過所述牽引繩帶動滾動組件轉動，所述感測裝置檢測所述滾動組件的位移量，并傳輸至所述監測儀表。
[0007]基于上述構思，所述滾動組件的中心位置還固定設置一中心軸，所述中心軸與所述感測裝置相連接，所述彈性部件設置于所述中心軸外且位于滾動組件內，所述中心軸靠近兩端部還設有一軸承，所述中心軸與軸承可旋轉的連接。
[0008]基于上述構思，所述滾動組件外還包覆有一第一殼體，所述第一殼體安裝于所述集成臺上，并且所述中心軸的軸承可旋轉地設置于第一殼體上，并且所述中心軸至少一端裸露于所述第一殼體外與所述感測裝置連接，所述感測裝置檢測所述滾動組件的位移量。
[0009]基于上述構思，所述感測裝置包括一信號轉換器，所述信號轉換器與感測裝置相連接，并且將位移信號轉換后傳送至所述監測儀表。
[0010]基于上述構思，所述感測裝置還包括有一信號聯接器，所述信號聯接器與所述信號轉換器相連接，并且將轉換后的信號傳送至監測儀表。
[0011 ] 基于上述構思，所述監測儀表包括壓力檢測接口、位移檢測接口以及一數據顯示裝置，所述壓力傳感器及位移傳感器分別對應的與所述接口相連接，所述數據顯示裝置用以顯示監測所得的數據。
[0012]基于上述構思，所述壓力傳感器包括上殼體、內柱、應變片以及一下殼體，所述上殼體為圓柱形中空體，所述內柱安裝于所述上殼體中；所述內柱中間形成有一通孔，以供所述錨桿錨索穿過，所述內柱外側形成有環槽，所述應變片設置于所述環槽內；所述下殼體內部具有一螺紋與錨桿錨索的端部進行固定連接。
[0013]基于上述構思，所述滾動組件通過一聯軸器與所述感測裝置相連接；所述變形錨桿錨索為恒阻大變形錨桿錨索。
[0014]基于上述構思，所述監測儀表還具有一無線發射模塊，所述無線發射模塊用以傳輸監測所得的數據；所述監測儀表內還具有一聲光報警器，所述聲光報警器部分裸露于所述監測儀表外。
[0015]基于上述構思，一種變形錨桿錨索監測系統，包括如上所述的變形錨桿錨索監測儀，以及一信息處理終端，其特征在于，所述變形錨桿錨索監測儀通過無線方式與巷道內多個無線分站相連接，并且于所述變形錨桿錨索監測儀與無線分站之間設置有多個無線中繼器；所述無線分站通過一通訊轉換器與所述信息處理終端相連接。
[0016]基于上述構思，一種變形錨桿錨索監測方法，其特征在于，所述變形錨桿錨索監測儀將測得的錨桿錨索的變形信號發送；所述無線中繼器收到變形信號后繼續發送至無線分站；所述無線分站通過一通訊轉換器將信號轉換后發至信息處理終端；所述信息處理終端在收到信號后與數據庫數據進行比較并判斷；信息處理終端完成判斷后發出一是否報警的指令。
[0017]本實用新型提供的變形錨桿錨索監測儀的有益效果在于，壓力傳感器與位移傳感器結合在一起，結構簡單，便于安裝使用可以大大提高工時，有效提高支護工程進度；本實用新型所提供的監測系統及監測方法，采用無線方式傳輸數據，不僅節省了人工，而且使用無線中繼器加分站的方法可以確保數據傳送，并且提供生產效率，節省巷道內的空間。經信息處理終端可以提供設計和決策依據，使用方便，反饋及時且比較準確不易產生差錯，從而提高了生產效率，減少了礦山安全事故及滑坡等地質災害事故的發生。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的變形錨桿錨索壓力位移監測系統總體結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的變形錨桿錨索壓力位移監測儀總體結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型的變形錨桿錨索壓力傳感器外觀示意圖。
[0021]圖4為本實用新型的變形錨桿錨索壓力傳感器剖面結構示意圖。
[0022]圖5為本實用新型的變形錨桿錨索位移傳感器結構示意圖。
[0023]圖6為本實用新型的變形錨桿錨索位移傳感器局部結構示意圖。
[0024]圖7為本實用新型的變形錨桿錨索位移傳感器局部結構示意圖。
[0025]圖8為本實用新型的變形錨桿錨索位移傳感器局部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]體現本實用新型特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的范圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本實用新型。
[0027]下面結合附圖，詳細描述本實用新型的具體實施例，如圖2所示，本實用新型提供的一種變形錨桿錨索監測儀，包括壓力傳感器1、位移傳感器2和監測儀表3，壓力傳感器I及位移傳感器2安裝于一集成臺4上，壓力傳感器I與位移傳感器2與安裝于集成臺4上的監測儀表3相連接，并且壓力傳感I與位移傳感2與變形錨桿錨索相連接，將變形錨桿錨索的壓力及位移數據傳送至監測儀表3。
[0028]如圖2至4所示，壓力傳感器I安裝于集成臺4的外側并且與變形錨桿錨索5的端部相連接，壓力傳感器I包括一具有上殼體11、一內柱12、一應變片13以及一下殼體14，上殼體11為圓柱形中空體，上殼體11可以是由塑料一體沖壓形成的，其也可以是其它材質；內柱12是由金屬制成，設置于上殼體12內部并且可以通過螺釘與上殼體12固定，當然也可以是卡合等其它方式連接固定，內柱12的中間形成有一通孔121，以供錨桿錨索5穿過并且與下殼體14進行固定連接，內柱12外側形成有環槽122，應變片13設置于環槽122內，應變片13可為箔式應變計，以測量內柱12的變形量。下殼體14為一六角螺母形，其內部具有一螺紋141與錨桿錨索5的端部進行固定連接。使用時，下殼體14壓在內柱12的下端面，而內柱14的頂面壓在安裝于錨桿錨索5端部的外部托盤上，以下殼體14壓在內柱12上的變形量，測得下殼體14對托盤壓力的大小。
[0029]如圖2、圖5以及圖6所示，位移傳感器2包括滾動組件20、感測裝置21。滾動組件20包括一滾筒201、一牽引繩202、一第一殼體203以及一彈性部件204，第一殼體203安裝于上述集成臺4上。滾筒201安裝于第一殼體203的內部，滾筒201具有一中心軸2011通過一滾珠軸承與第一殼體可旋轉的連接，中心軸2011的一端部分裸露于第一殼體203外與上述感測裝置相連接；牽引繩202繞設于滾筒201外且位于第一殼體203內，牽引繩202的開放端2021穿過第一殼體的頂部與錨桿錨索5的端部相連接，當錨桿錨索變形位移時帶動滾筒201旋轉；彈性部件204設置于上述中心軸2011外側并且位于滾筒201內，彈性部件204可以使滾筒201復位。彈性部件具體可以為一卷簧或其它可以使滾筒201復位的彈性部件，此處并非用以限制彈性部件，而僅為舉例用。另上述連接方式可使用本領域技術人員熟知的連接方式，本實用新型并不限制。
[0030]如圖7所示，感測裝置21包括一第二殼體210、一感測器211、一信號轉換器212、一信號聯接器213。感測器211具體可為一種電位器用于轉換位移量，當然也可以其它本領域所熟知的其它元件，感測器211安