CN104329104B - 一种液压支架压力监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压支架压力监控装置，涉及液压支架压力检测技术领域。本发明有一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的压力检测电路，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的显示电路，与控制器连接的报警电路。优点：检测显示液压支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警，提高了液压支架的安全性；电路结构简单，稳定性好，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及液压支架压力检测技术领域，具体是一种液压支架压力监控装置。
背景技术
在煤矿采掘面，采空过的区域极易发生塌方事故，俗称“冒顶”，属于重大恶性事故，必须立刻用大量的液压支架将采空区的顶部支撑住，几乎2－3米就要安放一个支架！等这一采煤区域全部采完之后，才可将全部支架撤离，形成塌陷区。现在基本上采用回填方式。
目前，许多液压支架没有设置压力监控，不能够很好的完成支撑作用：压力过大时，由于人们没有及时发现、及时增加新的支架，有可能将液压支架压死，几百个几十万元单价的液压支架因无法取出而报废，损失惨重，甚至造成人员伤亡；而压力过小时，则有可能是液压失压，达不到有效地支撑作用，同样会造成重大事故。
有些地方的支架采用了电子监控装置，但是在电源供电方面没有进行本安防爆的处理，达不到国家的要求，同样也有引爆瓦斯的安全隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种液压支架压力监控装置，用
于检测显示液压支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警。
本发明示意如下技术方案实现的：一种液压支架压力监控装置，包括一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的压力检测电路，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的显示电路，与控制器连接的报警电路；所述的控制器采用单片机PIC16F818；
所述的压力检测电路包括压力传感器、电阻R1、R8，电位器R2、R10，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C10、C11、C12，以及CMOS电源转换器MC7660；所述的电阻R1的一端分别连接三端可调恒流源LM334的3脚、以及二极管D1的正极，电阻R1的另一端分别连接三端可调恒流源LM334的2脚以及电阻R8的一端，二极管D1的负极与电阻R8的另一端连接压力传感器的供电正极，压力传感器的供电负极与-5V连接，电位器R2的两个固定端连接在放大器AD620A的1脚和8脚之间，电位器R2的活动端连接放大器AD620A的8脚，电位器R10的两个固定端连接在放大器AD620A的4脚和7脚之间，电位器R10的活动端连接放大器AD620A的5脚，放大器AD620A的6脚与单片机PIC16F818的17脚连接，放大器AD620A的2脚连接压力传感器的信号负极，放大器AD620A的3脚连接压力传感器的信号正极； CMOS电源转换器MC7660的5脚分别连接电容C11的负极和电容C5的一端，电容C11的正极和电容C5的另一端接地，6脚通过电容C12接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C10的正极，电容C10的负极接4脚；CMOS电源转换器MC7660的5脚连接放大器AD620A的4脚；
所述的电源控制电路包括电容C1、C2、C3、C4、C7、C8，电阻R3、R4、R12，场效应管Q1以及开关；所述的场效应管Q1的漏极分别连接电容C1、C2、C3的一端以及电容C7的正极，电容C1、C2、C3的另一端以及电容C7的负极连接电阻R3的一端，电阻R3的一端分别连接电阻R4的一端以及单片机PIC16F818的18脚，电阻R4的另一端接电源VDD，场效应管Q1的源极分别接电容C4、开关的一端以及电容C8的正极，电容C4、开关的另一端以及电容C8的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的13脚，电阻R12并联在场效应管Q1的栅极与源极之间；
所述的电源电路包括精密稳压电源Q2，电阻R5，电位器R11，电容；电阻R5的一端连接电源VDD，另一端分别连接电位器R11的一个固定端、电容的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电位器R11的另一固定端、电容的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，精密稳压电源Q2的参考极与电位器R11的活动端连接，精密稳压电源Q2的阴极与单片机PIC16F818的2脚连接。
本发明的有益效果是：检测显示液压支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警，提高了液压支架的安全性；电路结构简单，稳定性好，成本低。
附图说明
下面结合附图即使实力对本发明做进一步说明。
图1是本发明电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种液压支架压力监控装置有一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的压力检测电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的显示电路，与控制器连接的报警电路。
本实施例中，所述的控制器采用单片机PIC16F818；
所述的压力检测电路包括压力传感器、电阻R1、R8，电位器R2、R10，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C10、C11、C12，以及CMOS电源转换器MC7660；所述的电阻R1的一端分别连接三端可调恒流源LM334的3脚、以及二极管D1的正极，电阻R1的另一端分别连接三端可调恒流源LM334的2脚以及电阻R8的一端，二极管D1的负极与电阻R8的另一端连接压力传感器的供电正极，压力传感器的供电负极与-5V连接，电位器R2的两个固定端连接在放大器AD620A的1脚和8脚之间，电位器R2的活动端连接放大器AD620A的8脚，电位器R10的两个固定端连接在放大器AD620A的4脚和7脚之间，电位器R10的活动端连接放大器AD620A的5脚，放大器AD620A的6脚与单片机PIC16F818的17脚连接，放大器AD620A的2脚连接压力传感器的信号负极，放大器AD620A的3脚连接压力传感器的信号正极；
CMOS电源转换器MC7660的5脚分别连接电容C11的负极和电容C5的一端，电容C11的正极和电容C5的另一端接地，6脚通过电容C12接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C10的正极，电容C10的负极接4脚；CMOS电源转换器MC7660的5脚连接放大器AD620A的4脚；
所述的电源控制电路包括电容C1、C2、C3、C4、C7、C8，电阻R3、R4、R12，场效应管Q1以及开关；所述的场效应管Q1的漏极分别连接电容C1、C2、C3的一端以及电容C7的正极，电容C1、C2、C3的另一端以及电容C7的负极连接电阻R3的一端，电阻R3的一端分别连接电阻R4的一端以及单片机PIC16F818的18脚，电阻R4的另一端接电源VDD，场效应管Q1的源极分别接电容C4、开关的一端以及电容C8的正极，电容C4、开关的另一端以及电容C8的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的13脚，电阻R12并联在场效应管Q1的栅极与源极之间；其中场效应管Q1采用P沟道场效应管IRF9530。
所述的电源电路包括精密稳压电源Q2，电阻R5，电位器R11，电容；电阻R5的一端连接电源VDD，另一端分别连接电位器R11的一个固定端、电容的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电位器R11的另一固定端、电容的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，精密稳压电源Q2的参考极与电位器R11的活动端连接，精密稳压电源Q2的阴极与单片机PIC16F818的2脚连接。
所述的报警电路包括电阻R7、R13，二极管D2，三极管Q6以及喇叭LS1；单片机PIC16F818的1脚分别连接电阻R7、R13的一端，电阻R7的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极接喇叭LS1的负极，喇叭LS1的正极接电源VDD，R13的另一端接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地。
所述的显示电路采用LED数码管。
所述的压力传感器采用电阻式压力传感器，安装在液压支架的中下部；电阻式压力传感器由4个电阻构成一个测量桥电路，其中2个电阻是压敏电阻。压力传感器对外引线共有4根线，分别是供电正极、信号负极、信号正极、供电负极，将这4根线连接到电路板的J2(PRE_IN)接口，就完成了它的电气连接，图1所表示的是本系统所涉及的PCB部分，压力传感器按照信号名称外接即可。
电源VDD采用＋5V本安型镍氢电池模块，达到国家的要求。
CMOS电源转换器MC7660将+1.5V～+10V对应转换成-1.5V～-10V，CMOS电源转换器MC7660由+5V在第8脚供电，在第5脚输出一个负的电压，即-5V，这个-5V和原来的+5V共同给放大器AD620A组成双电源供电，-5V被连接到AD620A的第4脚，另外，电源电路给单片机提供稳定的工作电压。电源控制电路在不检测时，关断电源，降低能耗。按键电路用于设定压力的上、下限数值，同时用于设定检测时间间隔。
本发明中，按动操作按钮时在LED数码管上显示当时实测数据，显示2秒后自动熄灭。平时每10分钟测量一次数据。设定压力的上限和下限，越限自动报警并闪烁显示当时实测数据。
工作时，当压力传感器受到压力时，就会在信号正极和信号负极之间产生对应的差分电压，该信号差分电压经放大器AD620A测量放大之后，送入单片机PIC16F818单片机进行运算处理，处理后的数据在LED数码管上显示。当压力超过设定压上限和下限值时进行报警，给操作人员发出警示。
Claims (4)
1.一种液压支架压力监控装置，其特征在于：包括一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的压力检测电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的显示电路，与控制器连接的报警电路；所述的控制器采用单片机PIC16F818；
所述的压力检测电路包括压力传感器、电阻R1、R8，电位器R2、R10，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C10、C11、C12，以及CMOS电源转换器MC7660；所述的电阻R1的一端分别连接三端可调恒流源LM334的3脚、以及二极管D1的正极，电阻R1的另一端分别连接三端可调恒流源LM334的2脚以及电阻R8的一端，二极管D1的负极与电阻R8的另一端连接压力传感器的供电正极，压力传感器的供电负极与-5V连接，电位器R2的两个固定端连接在放大器AD620A的1脚和8脚之间，电位器R2的活动端连接放大器AD620A的8脚，电位器R10的两个固定端连接在放大器AD620A的4脚和7脚之间，电位器R10的活动端连接放大器AD620A的5脚，放大器AD620A的6脚与单片机PIC16F818的17脚连接，放大器AD620A的2脚连接压力传感器的信号负极，放大器AD620A的3脚连接压力传感器的信号正极； CMOS电源转换器MC7660的5脚分别连接电容C11的负极和电容C5的一端，电容C11的正极和电容C5的另一端接地，6脚通过电容C12接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C10的正极，电容C10的负极接4脚；CMOS电源转换器MC7660的5脚连接放大器AD620A的4脚；
所述的电源控制电路包括电容C1、C2、C3、C4、C7、C8，电阻R3、R4、R12，场效应管Q1以及开关；所述的场效应管Q1的漏极分别连接电容C1、C2、C3的一端以及电容C7的正极，电容C1、C2、C3的另一端以及电容C7的负极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R4的一端以及单片机PIC16F818的18脚，电阻R4的另一端接电源VDD，场效应管Q1的源极分别接电容C4、开关的一端以及电容C8的正极，电容C4、开关的另一端以及电容C8的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的13脚，电阻R12并联在场效应管Q1的栅极与源极之间；
所述的电源电路包括精密稳压电源Q2，电阻R5，电位器R11，电容；电阻R5的一端连接电源VDD，另一端分别连接电位器R11的一个固定端、电容的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电位器R11的另一固定端、电容的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，精密稳压电源Q2的参考极与电位器R11的活动端连接，精密稳压电源Q2的阴极与单片机PIC16F818的2脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种液压支架压力监控装置，其特征在于：所述的报警电路包括电阻R7、R13，二极管D2，三极管Q6以及喇叭LS1；单片机PIC16F818的1脚分别连接电阻R7、R13的一端，电阻R7的另一端连接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极接喇叭LS1的负极，喇叭LS1的正极接电源VDD，R13的另一端接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地。
3.根据权利要求1所述的一种液压支架压力监控装置，其特征在于：所述的显示电路采用LED数码管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种液压支架压力监控装置，其特征在于：所述的压力传感器采用电阻式压力传感器，安装在液压支架的中下部；电阻式压力传感器由4个电阻构成一个测量桥电路，其中2个电阻是压敏电阻。
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