CN204043605U - 一种新型顶板离层仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型顶板离层仪，包括垂直测筒，所述垂直测筒内设有钢绞线，垂直测筒的顶端设有锚固器，所述锚固器的前端设有锚爪，所述垂直测筒的下部设有托盘，靠近托盘的底端设有壳体，所述壳体包括电路腔和传动腔，所述电路腔内固定有检测电路，所述检测电路的底部设有磁敏角度传感器；所述传动腔内固定有张紧装置。在本实用新型中用磁敏角度传感器代替传统的电位器式电阻传感器，解决了因水汽凝结而造成顶板离层仪测量不正确的问题，检测电路相对于壳体外部完全密封，解决了因水汽凝结而造成电路故障进而导致顶板离层仪故障的问题。

Description

一种新型顶板离层仪

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿井下巷道顶板离层检测装置，尤其涉及一种新型顶板离层仪。

背景技术

顶板离层仪是一种监测煤矿井下巷道顶板岩层移动的专用监测仪器，常用的顶板离层仪主要有机械式直读顶板离层仪和数字式顶板离层仪。其中，数字式顶板离层仪一般由基点锚爪、钢绞线、垂直测筒、张紧装置、位移传感器、检测电路、壳体等几部分组成。

目前，公知的数字式顶板离层仪一般采用电位器式电阻传感器作为位移传感器。其工作原理是：固定在巷道直接顶的浅基点锚爪通过钢绞线与张紧装置连接，张紧装置使钢绞线处于紧绷状态，张紧装置与电位器式电阻传感器同轴固定连接。当巷道的直接顶发生位移时，张紧装置带动电位器式电阻传感器发生转动，电位器式电阻传感器的阻值随之改变，通过检测电路检测电位器式电阻传感器阻值的变化便可以得到巷道顶板的离层情况。

由于煤矿井下巷道内的环境复杂，而该类数字式顶板离层仪壳体内部并不密封，在实际应用中存在以下问题：

1、外部环境中的水汽容易进入顶板离层仪壳体内部凝结，导致检测电路故障。

2、外部环境中的水汽容易进入电位器式电阻传感器内部凝结，破坏电位器式电阻传感器阻值与直接顶位移量的线性关系。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型顶板离层仪，该顶板离层仪的检测电路与位移传感器相对于壳体外部完全密封，解决了因水汽进入壳体内部而造成顶板离层仪故障的问题。

本实用新型为了实现上述目的，采用以下技术解决方案：

一种新型顶板离层仪，包括垂直测筒，所述垂直测筒内设有钢绞线，垂直测筒的顶端设有锚固器，所述锚固器的前端设有锚爪，所述垂直测筒的下部设有托盘，垂直测筒的底端设有壳体，所述壳体的内部由隔板分割成电路腔和传动腔，在电路腔内固定有检测电路，在检测电路的底部设有磁敏角度传感器；在传动腔内固定有张紧装置。

优选地，所述钢绞线依次穿过传动腔腔壁上的小孔与垂直测筒，之后与锚爪连接。

优选地，所述壳体为方形壳体。

优选地，所述隔板上设有密封垫圈。

优选地，所述电路腔的外壁上设有显示窗，所述电路腔内部的检测电路设有单片机，检测电路上与显示窗相对应的位置设有数码管。

优选地，所述张紧装置包括发条弹簧、绕线轮毂、增速齿轮组，所述发条弹簧、绕线轮毂、增速齿轮组主动轴同轴固定，所述发条弹簧一端与外壳固定，另一端与绕线轮毂固定，所述增速齿轮组从动轴对应的齿轮上同轴安装有一个径向磁化的环形磁铁，所述环形磁铁的轴心穿过磁敏角度传感器的中心；张紧装置外壳侧面开有小孔，绕线轮毂上绕有钢丝绳并通过小孔引出，通过紧固螺丝与钢绞线固定。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型用磁敏角度传感器代替传统的电位器式电阻传感器，具有无触点、灵敏度高、使用寿命长、可靠性高，密封性好的优势，将机械转轴的转动输出为电位信号变化，解决了因水汽凝结而造成顶板离层仪测量不正确的问题。

2、本实用新型在电路腔和传动腔之间设有隔板，在靠近电路腔一侧的隔板上设有密封垫圈，使检测电路相对于壳体外部完全密封，解决了因水汽凝结而造成电路故障进而导致顶板离层仪故障的问题。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型壳体组成结构示意图；

图3为本实用新型电路腔主要部件俯视示意图；

图4为本实用新型传动腔主要部件俯视图；

图5为本实用新型张紧装置增速齿轮组示意图；

图6为本实用新型张紧装置绕线轮毂与发条弹簧示意图；

图7为本实用新型安装示意图。

其中：1第一锚爪，2第二锚爪，3锚固器，4垂直测筒，5托盘，6紧固螺丝孔，7紧固螺丝，8壳体，9钢绞线，10电路腔，11显示窗，12隔板，13传动腔，14第一小孔，15数码管，16磁敏角度传感器，17检测电路，18电池，19张紧装置，20钢丝绳，21外壳，22发条弹簧，23绕线轮毂，24第二小孔，25转轴，26轴承，27增速齿轮，28主动轴，29增速齿轮组，30从动轴，31环形磁铁，32单片机，33密封垫圈，34伪顶，35直接顶，36老顶，37钻孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，一种新型顶板离层仪，包括垂直测筒4，所述垂直测筒4内设有钢绞线9，垂直测筒4的顶端设有锚固器3，所述锚固器3的前端设有第一锚爪1、第二锚爪2，所述垂直测筒4的下部设有托盘5，垂直测筒4的底端设有壳体8，所述壳体8的内部由隔板12分隔成电路腔10和传动腔13，在电路腔10内固定有检测电路17，在检测电路17的底部设有磁敏角度传感器16；在传动腔13内固定有张紧装置19。

所述钢绞线9依次穿过传动腔腔壁上的第一小孔14与垂直测筒4，之后与第一锚爪1和第二锚爪2连接。

如图2所示，所述壳体8为一方形壳体，所述隔板12上设有密封垫圈33。

如图3所示，所述电路腔10的外壁上设有显示窗11，所述电路腔10内部的检测电路17设有单片机32，检测电路17上与显示窗11相对应的位置设有数码管15。

如图4、图5、图6所示，所述张紧装置19包括发条弹簧22、绕线轮毂23、增速齿轮组29，所述发条弹簧22、绕线轮毂23、增速齿轮组主动轴28同轴固定，所述发条弹簧22一端与外壳21固定，另一端与绕线轮毂23固定，所述增速齿轮组从动轴30对应的齿轮上同轴安装有一个径向磁化的环形磁铁31，所述环形磁铁31的轴心穿过磁敏角度传感器16的中心；外壳21侧面开有小孔，绕线轮毂23上绕有钢丝绳20并通过第二小孔24引出，通过紧固螺丝7与钢绞线9固定。

如图7所示，煤矿井下顶板一般包括伪顶34、直接顶35、老顶36。伪顶34的厚度一般为0.5m左右，直接顶35的厚度为一般为3-5m，老顶的厚度一般为8m左右。将顶板离层仪的第一锚爪1、第二锚爪2沿钻孔37分别送到井下巷道顶板的老顶36、直接顶35固定，将顶板离层仪沿钻孔插入伪顶34，使托盘5紧贴井下巷道顶板的表面，并拧紧紧固螺丝7。此时，钢绞线9与发条弹簧22都处于张紧状态。以直接顶为例，当井下巷道顶板的直接顶3发生位移时，通过钢丝绳20与钢绞线9固定连接的绕线轮毂23发生转动。在增速齿轮组29的带动下，环形磁铁31也发生转动，而且环形磁铁31转动的角度与直接顶35的位移量成正比。检测电路17中的磁敏角度传感器16芯片MMA253F的管脚输出与环形磁铁31的磁场角度成正弦关系的电压信号，通过单片机32芯片MSP430F149对这个电压信号进行监测并计算，便可以得到环形磁铁31旋转的角度，从而得到直接顶35的位移。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型顶板离层仪，包括垂直测筒，其特征是，所述垂直测筒内设有钢绞线，垂直测筒的顶端设有锚固器，所述锚固器的前端设有锚爪，所述垂直测筒的下部设有托盘，垂直测筒的底端设有壳体，所述壳体的内部由隔板分隔成电路腔和传动腔，在电路腔内固定有检测电路，在检测电路的底部设有磁敏角度传感器；在传动腔内固定有张紧装置。 

2.如权利要求1所述的一种新型顶板离层仪，其特征是，所述钢绞线依次穿过传动腔腔壁上的小孔与垂直测筒，之后与锚爪连接。 

3.如权利要求1所述的一种新型顶板离层仪，其特征是，所述壳体为方形壳体。 

4.如权利要求1所述的一种新型顶板离层仪，其特征是，所述隔板上设有密封垫圈。 

5.如权利要求1所述的一种新型顶板离层仪，其特征是，所述电路腔的外壁上设有显示窗，所述电路腔内部的检测电路设有单片机，检测电路上与显示窗相对应的位置设有数码管。 

6.如权利要求1所述的一种新型顶板离层仪，其特征是，所述张紧装置包括发条弹簧、绕线轮毂、增速齿轮组，所述发条弹簧、绕线轮毂、增速齿轮组主动轴同轴固定，所述发条弹簧一端与外壳固定，另一端与绕线轮毂固定，所述增速齿轮组从动轴对应的齿轮上同轴安装有一个径向磁化的环形磁铁，所述环形磁铁的轴心穿过磁敏角度传感器的中心；张紧装置外壳侧面开有小孔，绕线轮毂上绕有钢丝绳并通过小孔引出，通过紧固螺丝与钢绞线固定。