CN205719346U - 一种可拆卸木支柱压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可拆卸木支柱压力传感器，包括夹持器和压力传感器本体，夹持器包括上夹持器和下夹持器，上夹持器和下夹持器的一端分别以可拆卸的方式固定安装在木支柱上，上夹持器和下夹持器之间夹持有压力传感器本体，上夹持器和下夹持器依靠间距的缩小给予压力传感器本体压力。本实用新型用于对煤矿内木支柱的压力检测，以保证巷道稳定、安全使用，具有可回收重复使用、成本低的特点。

Description

一种可拆卸木支柱压力传感器

技术领域

本实用新型属于仪器仪表技术领域，特别涉及一种可拆卸木支柱压力传感器，主要应用于对煤矿巷道内木支柱的压力检测。

背景技术

福建煤矿地处丘陵地带，地质结构特殊，煤层薄、构造复杂，限制了煤矿采煤机械化程度的提高。目前，福建90%以上的煤矿采用木支柱进行顶板支护。由于木支柱的抗压能力有限，经常发生因木支柱疲劳损伤造成的冒顶事故，造成重大人员伤亡及经济损失。为此，顶板管理是福建煤矿管理的重中之重，而实现顶板安全管理的关键在于顶板压力的安全监测。

传统技术的压力传感器本体虽然很多，但是却不适合木支柱的压力监测。这是由于木支柱压力监测针对的是福建小煤矿，年产量大约在10万吨左右，因此要求成本不能太高，关键还得便于回收、重复使用。另一方面，目前大多数变送器为二线制变送器，输出为电流、电压或频率的模拟信号，而在当今测控领域中几乎全部采用数字化处理，用户在测量压力时直接读取压力值，从而省去模拟信号的传输和不必要的模数和数模转换。

鉴于此，本发明人为此研制出一种可拆卸木支柱压力传感器，有效的解决了上述问题，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型提供的一种可拆卸木支柱压力传感器，用于对煤矿内木支柱的压力检测，以保证巷道稳定、安全使用，具有可回收重复使用、成本低的特点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种可拆卸木支柱压力传感器，包括夹持器和压力传感器本体，夹持器包括上夹持器和下夹持器，上夹持器和下夹持器的一端分别以可拆卸的方式固定安装在木支柱上，上夹持器和下夹持器之间夹持有压力传感器本体，上夹持器和下夹持器依靠间距的缩小给予压力传感器本体压力。

还包括和压力传感器本体电连接的用于将压力信号转换为数字压力值的信号处理器。

所述信号处理器包括信号放大器、AD转换器和单片机，压力传感器本体输出的压力信号依次经信号放大器和AD转换器处理后，通过单片机将处理后得到的数字信号转换成对应的数字压力值。

所述压力传感器本体和信号处理器之间通过屏蔽双绞线实现电连接。

所述上夹持器和下夹持器结构相同，均由相互固定的承压板和夹持环构成，夹持环用于箍紧固定在木支柱上，上夹持器和下夹持器的承压板之间水平平行布置，压力传感器本体被夹持在该两承压板之间。

所述夹持环的一端开口，在开口的两侧分别形成螺栓固定板，螺栓固定板之间安装有螺栓，通过旋紧螺栓从而缩小开口的大小以起到加大箍紧力的作用。

所述压力传感器本体包括承压端和感应端，承压端和感应端通过螺纹连接，通过螺纹调节来改变承压端和感应端的间距，从而改变整个压力传感器本体的高度。

所述承压端形成螺杆，感应端形成螺纹孔，通过螺杆旋入螺纹孔的深度来调节承压端和感应端的间距。

采用上述方案后，本实用新型充分利用木支柱在受巷道顶板压力时会产生纵向压缩变形的机制，特通过上夹持器和下夹持器来传递压力。通过上夹持器和下夹持器之间的间距缩小，给予压力传感器本体一定的夹持力，根据压力传感器本体通过检测该夹持力的大小，即可计算出木支柱所受的顶板压力大小。最终通过对木支柱的工况进行动态、连续监测，从而掌握了解支护系统的稳定性，即可实现巷道稳定、安全的使用。本实用新型由于具有可拆卸性，因此可回收重复使用，具有成本低的特点，特别适用小型煤矿。

附图说明

图1是本实施例使用时的结构示意图；

图2是本实施例上夹持器或下夹持器的结构示意图；

图3是本实施例承压端的结构示意图；

图4是本实施例感应端的结构示意图；

图5是本实施例信号处理器的结构示意图。

标号说明

夹持器10，压力传感器本体1，承压端11，感应端12，螺杆13，螺纹孔14，信号处理器2，信号放大器21，AD转换器22，单片机23，上夹持器3，下夹持器4，承压板41，夹持环42，螺栓固定板43，螺栓44，木支柱5，屏蔽双绞线6，顶板7，底板8。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1所示，是本实用新型揭示的其中一种可拆卸木支柱压力传感器，包括夹持器10、压力传感器本体1和信号处理器2。

夹持器10包括上夹持器3和下夹持器4，上夹持器3和下夹持器4的一端分别以可拆卸的方式固定安装在木支柱5上，该可拆卸的方式具体可采用箍紧的方式安装。

如图2所示，上夹持器3和下夹持器4结构相同，均由相互固定的承压板41和夹持环42构成。夹持环42用于箍紧固定在木支柱5上，夹持环42的一端开口，在开口的两侧分别形成螺栓44固定板43，螺栓44固定板43之间安装有螺栓44，通过旋紧螺栓44从而缩小开口的大小以起到加大箍紧力的作用。

如图1所示，上夹持器3和下夹持器4的承压板41之间水平平行布置，压力传感器本体1被夹持在该两承压板41之间。当木支柱5受压时，木支柱5压缩，两承压板41之间的间距随之缩小，从而给予压力传感器本体1压力。

为了保证检测的准确性，需保证木支柱5在未受压时，压力传感器本体1刚好处于未受压和即将受压的临界状态，因此需要调节上夹持器3和下夹持器4之间的间距，显然该方法调节比较困难，或者调节压力传感器本体1的高度。本实施例优选通过改变压力传感器本体1的高度来调节。

如图1、3和4所示，具体为，压力传感器本体1包括承压端11和感应端12，承压端11和感应端12通过螺纹连接，通过螺纹调节来改变承压端11和感应端12的间距，从而改变整个压力传感器本体1的高度。

更具体的为，在承压端11形成螺杆13，感应端12形成螺纹孔14。通过螺杆13旋入螺纹孔14的深度，来调节承压端11和感应端12的间距。

信号处理器2用于将压力传感器本体1检测到的压力信号转换为可读取的数字压力值。如图1所示，压力传感器本体1和信号处理器2之间通过屏蔽双绞线6实现电连接。如图5所示，信号处理器2包括信号放大器21、AD转换器22和单片机23，压力传感器本体1输出的压力信号依次经信号放大器21和AD转换器22处理后，通过单片机23将处理后得到的数字信号转换成对应的数字压力值。

上述可拆卸木支柱5压力传感器本体1使用步骤如下：

（1）传感器的安装：在木支柱5上安装下夹持器4，并固定，将压力感应器放置在下夹持器4的承压板41上。再安装上夹持器4，使压力感应器位于两上夹持器3和下夹持器4之间。然后调节压力传感器本体1承压端11和感应端12的间距，保证压力传感器本体1同时与上下两块承压板承压板41接触，但压力值为零。

（2）木支柱5的安装：清理顶板7以及底板8，将木支柱5安装在平整的地方。

（3）压力检测：通过信号线将信号处理器2发出的信号连接到监测系统。

本实施例充分利用木支柱5在受巷道顶板7压力时会产生纵向压缩变形的机制，通过上夹持器3和下夹持器4之间的间距缩小，给予压力传感器本体1一定的夹持力，根据压力传感器本体1通过检测该夹持力的大小，即可计算出木支柱5所受的顶板7压力大小。

通过对木支柱5的工况进行动态、连续监测，从而掌握了解支护系统的稳定性，即可实现巷道稳定、安全的使用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (8)

1.一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：包括夹持器和压力传感器本体，夹持器包括上夹持器和下夹持器，上夹持器和下夹持器的一端分别以可拆卸的方式固定安装在木支柱上，上夹持器和下夹持器之间夹持有压力传感器本体，上夹持器和下夹持器依靠间距的缩小给予压力传感器本体压力。

2.如权利要求1所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：还包括和压力传感器本体电连接的用于将压力信号转换为数字压力值的信号处理器。

3.如权利要求2所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述信号处理器包括信号放大器、AD转换器和单片机，压力传感器本体输出的压力信号依次经信号放大器和AD转换器处理后，通过单片机将处理后得到的数字信号转换成对应的数字压力值。

4.如权利要求2所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述压力传感器本体和信号处理器之间通过屏蔽双绞线实现电连接。

5.如权利要求1所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述上夹持器和下夹持器结构相同，均由相互固定的承压板和夹持环构成，夹持环用于箍紧固定在木支柱上，上夹持器和下夹持器的承压板之间水平平行布置，压力传感器本体被夹持在该两承压板之间。

6.如权利要求5所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述夹持环的一端开口，在开口的两侧分别形成螺栓固定板，螺栓固定板之间安装有螺栓，通过旋紧螺栓从而缩小开口的大小以起到加大箍紧力的作用。

7.如权利要求1所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述压力传感器本体包括承压端和感应端，承压端和感应端通过螺纹连接，通过螺纹调节来改变承压端和感应端的间距，从而改变整个压力传感器本体的高度。

8.如权利要求7所述的一种可拆卸木支柱压力传感器，其特征在于：所述承压端形成螺杆，感应端形成螺纹孔，通过螺杆旋入螺纹孔的深度来调节承压端和感应端的间距。