CN104373140A - 一种综采支架液压监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种综采支架液压监控系统，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，与控制器连接的两路压力检测电路，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的时钟芯片，与控制器连接的存储模块，与控制器连接的按键，与控制器连接的显示电路，与控制器连接的报警电路。优点：检测显示综采支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警，提高综采支架安全性；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，具体是一种综采支架液压监控系
统。
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，本发明提供一种综采支架液压监控系统，用于检测显示综采支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警。
本发明是以如下技术方案实现的：一种综采支架液压监控系统，包括一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的两路压力检测电路，与控制器连
接的电源电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的时钟芯片，与控制器连接的存储模块，与控制器连接的按键，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；
其中一路压力检测电路包括压力传感器、电阻R1、R7、 R8、R12，电位器R3、R5，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C9、C10、C11、C12，C17、 C18、C19以及CMOS电源转换器MC7660；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R12的一端，二极管D1的负极与电阻R12的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，三端可调恒流源LM334的1脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端以及单片机PIC16F818的7脚，电阻R8的另一端接地，放大器AD620A的1脚和8脚之间连接电位器R3，5脚和7脚之间连接电位器R5,6脚连接单片机PIC16F818的3脚，2脚连接压力传感器的信号负极， 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C18的负极和电容C9 、C10的一端，电容C15的正极和电容C9 、C10的另一端接地，6脚通过电容C19接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C17的正极，电容C17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、C5、C6，C7、C11、C12、C13、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、C4的一端以及电容C11的正极，电容C1、C2、C3、C4的另一端以及电容C11的负极接地，场效应管Q1的源极分别接电容C5、C6、开关的一端以及电容C12的正极，电容C5、C6以及电容C12的负极接地，开关的另一端接电容C5的一端以及电容C13的正极，电容C5的另一端以及电容C13的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的30脚；
所述的电源电路包括精密稳压电源Q2，电阻R10、R11、R14，电位器R25、R26以及电容C8；电阻R11的一端连接电源VDD，另一端分别连接电容C8、电阻R14、电位器R25、R26的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电容C8、电位器R25、的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，电阻R14的另一端分别连接电阻R10的一端以及精密稳压电源Q2的参考极，电位器R25、R26的滑动端对应连接单片机PIC16F818的3、4脚。
本发明的有益效果是：检测显示综采支架的压力，在压力超过设定值时，进行报警，提高综采支架工作安全性；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，一种综采支架液压监控系统有一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的两路压力检测电路，与控制器连接的电源电路，与控制器
连接的电源控制电路，与控制器连接的时钟芯片，与控制器连接的存储模块，与控制器连接的按键，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。
其中一路压力检测电路包括电阻R1、R7、 R8、R12，电位器R3、R5，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C9、C10、C11、C12，C17、 C18、C19以及CMOS电源转换器MC7660；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R12的一端，二极管D1的负极与电阻R12的的另一端接地，三端可调恒流源LM334的1脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端以及单片机PIC16F818的7脚，电阻R8的另一端接地，放大器AD620A的1脚和8脚之间连接电位器R3，5脚和7脚之间连接电位器R5,6脚连接单片机PIC16F818的3脚；
CMOS电源转换器MC7660的5脚分别连接电容C18的负极和电容C9 、C10的一端，电容C15的正极和电容C9 、C10的另一端接地，6脚通过电容C19接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C17的正极，电容C17的负极接4脚；
所述的电源控制电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，C7、C11、C12、C13、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、C4的一端以及电容C11的正极，电容C1、C2、C3、C4的另一端以及电容C11的负极接地，场效应管Q1的源极分别接电容C5、C6、开关的一端以及电容C12的正极，电容C5、C6以及电容C12的负极接地，开关的另一端接电容C5的一端以及电容C13的正极，电容C5的另一端以及电容C13的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的30脚；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R10、R11、R14，电位器R25、R26以及电容C8；电阻R11的一端连接电源VDD，另一端分别连接电容C8、电阻R14、电位器R25、R26的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电容C8、电位器R25、的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，电阻R14的另一端分别连接电阻R10的一端以及精密稳压电源Q2的参考极，电位器R25、R26的滑动端对应连接单片机PIC16F818的3、4脚。
所述的报警电路包括电阻R17、R32、R33、R34，二极管D3、D4、 D5，三极管Q7以及喇叭LS1；单片机PIC16F818的23-26脚对应连接电阻R32、R33、R34、 R17的一端，电阻R32、R33、R34的另一端对应连接二极管D3、D4、 D5的正极，二极管D3、D4、 D5的负极接地，电阻R17的另一端接三极管Q7的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q7的集电极接喇叭LS1的负极，喇叭LS1的正极接电源VDD。
所述的显示电路采用LED数码管。
所述的存储模块采用非易失性串行芯片AT24C256，具有电压低、数据满等提示功能。
所述的时钟芯片采用时钟芯片DS1305，不因停电、关机等原因而停止走时，每10分钟测量记录一次。
所述的压力传感器采用电阻式压力传感器，安装在综采支架的中下部；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，两路压力检测电路可以进行相邻的2路液压监测，分别在LED数码管上轮流显示压力，越限自动报警并闪烁显示当时实测数据，具有实时时钟，不因停电、关机等原因而停止走时，每10分钟测量记录一次数据。
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。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。通过读卡器将存储模块的数据传到上位PC机，以便建库。上位PC机中安装数据库管理软件，可以从读卡器中将存储模块中的数据存入数据库，可以读卡号、写卡号、传送数据、清除卡内数据记录。数据库管理软件对读入的数据建库，可以按卡号、按时间等进行索引，输出部分数据或绘制压力曲线。
Claims (6)
1.一种综采支架液压监控系统，其特征在于：包括一控制器，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的两路压力检测电路，与控制器连接的电源电路，与控制器连接的电源控制电路，与控制器连接的时钟芯片，与控制器连接的存储模
块，与控制器连接的按键，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；
其中一路压力检测电路包括压力传感器、电阻R1、R7、 R8、R12，电位器R3、R5，二极管D1、放大器AD620A，三端可调恒流源LM334，电容C5、C9、C10、C11、C12，C17、 C18、C19以及CMOS电源转换器MC7660；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R12的一端，二极管D1的负极与电阻R12的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，三端可调恒流源LM334的1脚连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端以及单片机PIC16F818的7脚，电阻R8的另一端接地，放大器AD620A的1脚和8脚之间连接电位器R3，5脚和7脚之间连接电位器R5,6脚连接单片机PIC16F818的3脚，2脚连接压力传感器的信号负极，
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C18的负极和电容C9 、C10的一端，电容C15的正极和电容C9 、C10的另一端接地，6脚通过电容C19接地，8脚接电源VDD,2脚连接电容C17的正极，电容C17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、C5、C6，C7、C11、C12、C13、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、C4的一端以及电容C11的正极，电容C1、C2、C3、C4的另一端以及电容C11的负极接地，场效应管Q1的源极分别接电容C5、C6、开关的一端以及电容C12的正极，电容C5、C6以及电容C12的负极接地，开关的另一端接电容C5的一端以及电容C13的正极，电容C5的另一端以及电容C13的负极接地，场效应管Q1的栅极连接单片机PIC16F818的30脚；
所述的电源电路包括精密稳压电源Q2，电阻R10、R11、R14，电位器R25、R26以及电容C8；电阻R11的一端连接电源VDD，另一端分别连接电容C8、电阻R14、电位器R25、R26的一端以及精密稳压电源Q2的阴极，电容C8、电位器R25、的另一端以及精密稳压电源Q2的阳极接地，电阻R14的另一端分别连接电阻R10的一端以及精密稳压电源Q2的参考极，电位器R25、R26的滑动端对应连接单片机PIC16F818的3、4脚。
2.根据权利要求1所述的一种综采支架液压监控系统，其特征在于：所述的报警电路包括电阻R17、R32、R33、R34，二极管D3、D4、 D5，三极管Q7以及喇叭LS1；单片机PIC16F818的23-26脚对应连接电阻R32、R33、R34、 R17的一端，电阻R32、R33、R34的另一端对应连接二极管D3、D4、 D5的正极，二极管D3、D4、 D5的负极接地，电阻R17的另一端接三极管Q7的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q7的集电极接喇叭LS1的负极，喇叭LS1的正极接电源VDD。
3.根据权利要求1所述的一种综采支架液压监控系统，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所述的一种综采支架液压监控系统，其特征在于：所述的存储模块采用存储芯片AT24C256。
5.根据权利要求1所述的一种综采支架液压监控系统，其特征在于：所述的时钟芯片采用时钟芯片DS1305。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种综采支架液压监控系统，其特征在于：所述的压力传感器采用电阻式压力传感器，安装在综采支架的中下部；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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