CN108106538A - 一种煤矿顶底板移近量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿顶底板移近量传感器，包括采集顶板下沉或底板突出信号的传感器、接收并传递信号的传感器表头，传感器还包括压力传感器和激光测距仪；压力传感器连接处于初始状态的弹簧，弹簧另一端连接支撑杆，支撑杆经固定件固定于顶板或底板上，分别测量顶板下沉量和底板突出量；激光测距仪利用固定杆固定在底板上；所述固定杆上设有滑动槽，激光测距仪设有与滑动槽相配合的卡扣装置，激光测距仪可利用滑动槽调节高度以改变所述光束通道的方位，准确测量顶底板移近量。本发明结构简单、便于安装，可自动检测、自动遥测，尤其适用于煤矿井下这种特殊环境，且测量数据准确度高，可有效保证煤矿生产的安全性。

Description

一种煤矿顶底板移近量传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种煤矿顶底板移近量传感器。

背景技术

由于矿山压力导致的顶板意外冒落事故频发，是控制煤矿事故总量的重点，因其点多面广、控制难度大等特点，在煤矿事故总一直居于前列，特别在软岩巷道，巷道的变形特别严重，顶底板移近现象凸显，这种灾害的发生严重影响安全生产，危及矿工的生命安全。现有的用于测量煤矿顶底板移近量的传感器多为采用接触式测量原理的设备，会对巷道内行车造成不便，而非接触式的顶底板移近量测量的传感器可以有效避免上述问题，但是误差较大，测量结果的准确性无法保证。因此，就需要一种顶底板移近量检测仪，其结构简单、便于安装，在使用过程中不会影响正常生产，而且测量范围大、精度高，适应于煤矿井下这种特殊环境。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单、便于安装、可自动检测且测量准确度高的煤矿顶底板移近量传感器。

本发明采用的技术方案是一种煤矿顶底板移近量传感器，包括采集顶板下沉或底板突出信号的传感器、接收并传递信号的传感器表头，所述传感器还包括压力传感器和激光测距仪；所述压力传感器利用固定架固定；所述压力传感器连接处于初始状态的弹簧，弹簧另一端连接支撑杆，支撑杆经固定件固定于顶板或底板上，分别测量顶板下沉量和底板突出量；

所述激光测距仪利用固定杆固定在底板上；所述固定杆上设有滑动槽，激光测距仪设有与滑动槽相配合的卡扣装置，激光测距仪可利用滑动槽调节高度以改变所述光束通道的方位，准确测量顶底板移近量；

所述传感器表头设有两个数字显示窗口，分别显示压力传感器和激光测距仪采集到的信号。

进一步地，所述传感器表头设置报警装置，所述报警装置可在移近量测量值达到预设阀值时启动；所述报警装置还可在压力传感器和激光测距仪两者测量值差值较大时启动。

进一步地，所述压力传感器和激光测距仪可通过电缆或无线传输模块，将采集到的信号传递至传感器表头；所述传感器表头可经无线方式将数据传递至远程控制终端。

进一步地，所述传感器表头背面四个角上设置吸铁石片，用于固定传感器表头；所述传感器表头顶部设置拎杆，拎杆的左端和右端均安装在传感器表头顶端。

进一步地，所述支撑杆为可伸缩杆，其与弹簧连接处设置有支撑杆套管；所述支撑杆套管包括防尘帽和导向块；所述弹簧的下端固定在压力传感器工作膜上，上端利用支撑杆套管所限位。

本发明的有益效果是：采用压力传感器和激光测距仪两种方法收集煤矿顶底板移近量数据，测量结果准确度高，为安全生产提供了保障；利用压力传感器可以实时监测顶板和底板的变形量，而不仅仅是顶底板的共同变形量，对于研究顶板和底板的变形规律有重要意义；本发明结构简单、便于安装，可自动检测、自动遥测，尤其适用于煤矿井下这种特殊环境，且测量精度高，可有效保证煤矿生产的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明结构中A部分放大图。

图中：1.顶板、2.顶固定件、3.顶支撑杆、4.顶支撑杆套管、401.顶防尘帽、402.顶导向块、403.上弹簧、5.压力传感器、6.底支撑杆套管、601.底防尘帽、602.底导向块、603.下弹簧、7.底支撑杆、8.固定架、9.底板、10.底固定件、11.固定杆、12.激光测距仪、13.传感器表头、1301.拎杆、1302.吸铁石片。

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示的一种煤矿顶底板移近量传感器，包括采集顶板下沉或底板突出信号的传感器、接收并传递信号的传感器表头13，所述传感器还包括压力传感器5和激光测距仪12；所述压力传感器5利用固定架8固定；所述压力传感器5顶部连接处于初始状态的上弹簧403，上弹簧403另一端连接顶支撑杆3，顶支撑杆3经顶固定件2固定于顶板1上，测量顶板下沉量；

所述压力传感器5底部连接处于初始状态的下弹簧603，下弹簧603另一端连接底支撑杆7，底支撑杆7经底固定件10固定于底板9上，测量底板突出量；

所述激光测距仪12利用固定杆11固定在底板9上；所述固定杆11上设有滑动槽，激光测距仪12设有与滑动槽相配合的卡扣装置，激光测距仪12可利用滑动槽调节高度以改变所述光束通道的方位，准确测量顶底板移近量；

所述传感器表头13设有两个数字显示窗口，分别显示压力传感器5和激光测距仪12采集到的信号；所述传感器表头13还设置报警装置，所述报警装置可在移近量测量值达到预设阀值时启动；所述报警装置还可在压力传感器5和激光测距仪12两者测量值差值较大时启动。

优选的，所述压力传感器5和激光测距仪12包括无线传输模块，可通过电缆或无线传输模块，将采集到的信号传递至传感器表头13；所述传感器表头13内置无线收发器，可将采集到的数据经无线方式传递至远程控制终端，也可由远程终端控制传感器表头13采集数据。

优选的，所述传感器表头13背面四个角上设置吸铁石片1302，用于固定传感器表头13；所述传感器表头13顶部设置拎杆1301，拎杆1301的左端和右端均安装在传感器表头13顶端。

优选的，所述顶支撑杆3和底支撑杆7为可伸缩杆，其与弹簧连接处分别设置有顶支撑杆套管4和底支撑杆套管6；所述支撑杆套管包括防尘帽和导向块；所述弹簧的下端固定在压力传感器5工作膜上，上端利用支撑杆套管所限位。

工作原理：当顶板1下沉或底板9突出时，对应的顶支撑杆3压紧上弹簧403，底支撑杆7压紧下弹簧603，弹簧被压紧变形后将压力传递到压力传感器5，通过压力传感器5测定顶板1和底板9的变形量，激光测距仪12则是利用光的直线传播测定顶底板移近量，当两者测量值差距较大时，报警器启动，工作人员可对压力传感器5和激光测距仪12检修维护，保证测量结果的准确性、可靠性；当其一测量值超过预设阈值时，报警器启动，提示工作人员该巷道变形严重，危及矿工生命安全。

本发明采用压力传感器和激光测距仪两种方法收集煤矿顶底板移近量数据，测量结果准确度高，为安全生产提供了保障；利用压力传感器可以实时监测顶板和底板的变形量，而不仅仅是顶底板的共同变形量，对于研究顶板和底板的变形规律有重要意义；本发明结构简单、便于安装，可自动检测、自动遥测，尤其适用于煤矿井下这种特殊环境，且测量精度高，可有效保证煤矿生产的安全性。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种煤矿顶底板移近量传感器，包括采集顶板下沉或底板突出信号的传感器、接收并传递信号的传感器表头（13），其特征在于：所述传感器还包括压力传感器（5）和激光测距仪（12）；所述压力传感器（5）利用固定架（8）固定；所述压力传感器（5）连接处于初始状态的弹簧，弹簧另一端连接支撑杆，支撑杆经固定件固定于顶板（1）或底板（9）上，分别测量顶板下沉量和底板突出量；

所述激光测距仪（12）利用固定杆（11）固定在底板（9）上；所述固定杆（11）上设有滑动槽，激光测距仪（12）设有与滑动槽相配合的卡扣装置，激光测距仪（12）可利用滑动槽调节高度以改变所述光束通道的方位，准确测量顶底板移近量；

所述传感器表头（13）设有两个数字显示窗口，分别显示压力传感器（5）和激光测距仪（12）采集到的信号。

2.根据权利要求1所述的煤矿顶底板移近量传感器，其特征在于：所述传感器表头（13）设置报警装置，所述报警装置可在移近量测量值达到预设阀值时启动；所述报警装置还可在压力传感器（5）和激光测距仪（12）两者测量值差值较大时启动。

3.根据权利要求1所述的煤矿顶底板移近量传感器，其特征在于：所述压力传感器（5）和激光测距仪（12）可通过电缆或无线传输模块，将采集到的信号传递至传感器表头（13）；所述传感器表头（13）可经无线方式将数据传递至远程控制终端。

4.根据权利要求1所述的煤矿顶底板移近量传感器，其特征在于：所述传感器表头（13）背面四个角上设置吸铁石片（1302），用于固定传感器表头（13）；所述传感器表头（13）顶部设置拎杆（1301），拎杆（1301）的左端和右端均安装在传感器表头（13）顶端。

5.根据权利要求1所述的煤矿顶底板移近量传感器，其特征在于：所述支撑杆为可伸缩杆，其与弹簧连接处设置有支撑杆套管；所述支撑杆套管包括防尘帽和导向块；所述弹簧的下端固定在压力传感器（5）工作膜上，上端利用支撑杆套管所限位。