CN107063540A - 一种锚杆索智能预警应力计及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚杆索智能预警应力计，包括传感器本体(1)，传感器本体(1)安装于锚杆(2)底部，传感器本体(1)上垂直设有相对的两个钻孔，两个钻孔中插有与之匹配的应变计(101)，传感器本体(1)一侧设有长杆(102)，长杆(102)内设有传感器电路板，传感器电路板与应变计(101)通过信号线(3)相连，传感器电路板外设有接口，接口通过信号线(3)与数据机(4)相连，数据机(4)通过有线或者无线通讯的方式与采集器(5)相连，采集器(5)与地面计算机(6)相连，数据机(4)内集成有声光报警器(401)。本发明具有实时采集存储等功能，锚杆受力大时能报警提示，满足了矿井的安全需要。

Description

一种锚杆索智能预警应力计及其测试方法

技术领域

本发明涉及锚网支护巷道锚杆锚索的受力监测技术领域，尤其涉及一种锚杆索智能预警应力计。

背景技术

煤矿锚网支护巷道使用普遍，在锚杆锚索支护过程中，锚杆锚索对围岩的锚固作用使得巷道围岩稳定，减少破坏，确保煤矿安全生产。由于目前锚杆锚索在围岩锚固受力过程中，锚杆锚索的受力情况无法监测，为了了解锚杆锚索受力变化情况，及时掌握锚杆锚索的受力状况，根据锚杆锚索受力状况对巷道作出相应的支护措施，防止巷道顶板故事发生，保证巷道安全，是煤矿急需解决的难题。

当前对煤矿巷道锚杆锚索应力检测的办法，只有采用传统的压力枕对锚杆锚索进行检测。传统的压力枕采用振弦机械式原理，该应力计反应不灵敏，读出的数值误差大，不能实时采集存储等功能，锚杆受力大时不能报警提示，满足不了矿井的安全需要。为了解决以上难题，从而研究了一种锚杆索智能预警应力计及其测试方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种锚杆索智能预警应力计以及测试方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种锚杆索智能预警应力计，包括传感器本体，所述传感器本体水平设于锚杆底部，所述传感器本体上垂直设有相对的两个钻孔，所述两个钻孔中插有与之匹配的应变计，所述传感器本体一侧设有长杆，所述长杆内设有传感器电路板，所述传感器电路板与应变计通过信号线相连，所述传感器电路板外设有接口，所述接口通过信号线与数据机相连，所述数据机通过有线或者无线通讯的方式与采集器相连，所述采集器与地面计算机相连，所述数据机内集成有声光报警器。

作为本发明的优选方式之一，所述钻孔的孔径φ2mm。

作为本发明的优选方式之一，所述接口为航空接插口。

作为本发明的优选方式之一，所述传感器本体套于锚杆上并通过螺栓相固定。

作为本发明的优选方式之一，所述传感器本体为环型结构。

作为本发明的优选方式之一，所述长杆垂直于传感器本体的侧面。

作为本发明的优选方式之一，所述地面计算机上安装有计算机云平台软件。

作为本发明的优选方式之一，所述无线通讯的方式为同时使用红外与zigbee两种无线通讯方式。

本发明还公开了一种锚杆索智能预警应力计的测试方法，包括以下步骤：

(1)将读取的应变计的数据根据应力转换为应力值；

(2)同时把应力值存入数据机中；

(3)对应力值的大小进行判断，当其高于设定的警报值时，发出警报；

(4)同时将数据机的数据进行采集和上传。

本发明相比现有技术的优点在于：1、设备反应灵敏、数据准确；2、对杆体受力工况实时采集、全程对锚杆杆体受力工况进行监测；3、杆体受力超过安全预警值时，可自动启动报警功能；4、采用无线通讯技术，操作便捷；5、存储量大，可极大的减少人员采集频度，减轻人员劳动强度；6、云平台软件自动分析、生成各类报表和曲线，对矿压数据集中管理存档，保证各类数据的完整保存。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的传感器本体与长杆连接示意图；

图3是本发明的测试流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1、图2所示：一种锚杆索智能预警应力计，包括传感器本体(1)，所述传感器本体水平(1)设于锚杆(2)底部，所述传感器本体(1)上垂直设有相对的两个钻孔，所述两个钻孔中插有与之匹配的应变计(101)，所述传感器本体(1)一侧设有长杆(102)，所述长杆(102)内设有传感器电路板，所述传感器电路板与应变计(101)通过信号线(3)相连，所述传感器电路板外设有接口，所述接口通过信号线(3)与数据机(4)相连，所述数据机(4)通过有线或者无线通讯的方式与采集器(5)相连，所述采集器(5)与地面计算机(6)相连，所述数据机(4)内集成有声光报警器(401)。

进一步的，所述钻孔的孔径φ2mm。

进一步的，所述接口为航空接插口。

进一步的，所述传感器本体(1)套于锚杆(2)上并通过螺栓相固定。

进一步的，所述传感器本体(1)为环型结构。

进一步的，所述长杆(102)垂直于传感器本体(1)的侧面。

进一步的，所述地面计算机(6)上安装有计算机云平台软件。

进一步的，所述无线通讯的方式为同时使用红外与zigbee两种无线通讯方式。

参见图3：本发明还公开了一种锚杆索智能预警应力计的测试方法，包括以下步骤：

(1)将读取的应变计的数据根据应力转换为应力值；

(2)同时把应力值存入数据机中；

(3)对应力值的大小进行判断，当其高于设定的警报值时，发出警报；

(4)同时将数据机的数据进行采集和上传。

本发明的有益效果：锚杆索智能预警应力计对锚杆的受力检测精度高、反应灵敏，并能实时采集，当受力超过安全预警值时，可自动启动报警功能，给矿井人员进行安全提示，作出合理的支护加强措施，保证巷道安全。采用无线通讯技术，数据采集操作便捷简单。

以下为本发明的部件介绍：

1、应力计传感器杆体开两个钻孔，孔径φ2mm，孔深根据需要应变计的深度确定。将应变计在钻孔标识的位置粘贴固定好。应力计传感器长杆内有电路板，把应变计信号线连接至电路板，同时做好引线的保护措施，应力计传感器外部接口为航空接插头形式。将应力计传感器装在锚杆尾部，用螺帽固定，航口接插头连接数据机，使用采集器进行设置。锚杆(索)应力计采用测量应变技术，反应灵敏，精度高。

2、数据机是对应力计传感器信息的接受存储并处理的终端，把锚杆尾部所受到的应力传递到应力计传感器，经过处理转换成需要的数值，并对锚杆传递的信号实时采集处理和存储，做到全程实时监测效果。如果数据机处理后的数值超过安全预警值时，数据机可自动启动灯光报警功能，表示该锚杆受力超过安全范围，提示矿井人员该处巷道受力极大，需要对该处巷道支护采取加强措施，确保巷道稳定安全。数据机存储容量大，可以存储90天以上的数据量，极大可以较少技术人员对数据的采集频度，减轻人员劳动强度。

3、采集器是采用无线通讯技术，采用红外通讯原理，对数据机存储的数据进行采集并上传到计算机云平台软件上，采集器操作便捷简单，存储量大，一次可对所需要采集的数据机数据量全部采集。采集器无线通讯技术解决巷道高度高，观测记录难的问题，减轻技术人员劳动强度，保证人员安全。

4、计算机云平台软件是对应力计传感器数据的处理分析，实时掌握应力计传感器的受力变化状况，根据受力情况及时采区针对措施，提前预防巷道顶板事故发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锚杆索智能预警应力计，其特征在于，包括传感器本体(1)，所述传感器本体水平(1)设于锚杆(2)底部，所述传感器本体(1)上垂直设有相对的两个钻孔，所述两个钻孔中插有与之匹配的应变计(101)，所述传感器本体(1)一侧设有长杆(102)，所述长杆(102)内设有传感器电路板，所述传感器电路板与应变计(101)通过信号线(3)相连，所述传感器电路板外设有接口，所述接口通过信号线(3)与数据机(4)相连，所述数据机(4)通过有线或者无线通讯的方式与采集器(5)相连，所述采集器(5)与地面计算机(6)相连，所述数据机(4)内集成有声光报警器(401)。

2.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述钻孔的孔径φ2mm。

3.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述接口为航空接插口。

4.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述传感器本体(1)套于锚杆(2)上并通过螺栓相固定。

5.根据权利要求4所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述传感器本体(1)为环型结构。

6.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述长杆(102)垂直于传感器本体(1)的侧面。

7.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述地面计算机(6)上安装有计算机云平台软件。

8.根据权利要求1所述的锚杆索智能预警应力计，其特征在于，所述无线通讯的方式为同时使用红外与zigbee两种无线通讯方式。

9.一种根据权利要求1-8任一所述的锚杆索智能预警应力计的测试方法，包括以下步骤：

(1)将读取的应变计的数据根据应力转换为应力值；

(2)同时把应力值存入数据机中；

(3)对应力值的大小进行判断，当其高于设定的警报值时，发出警报；

(4)同时将数据机的数据进行采集和上传。