RU103569U1

RU103569U1 - COMPLETE MEASURING DEVICE

Info

Publication number: RU103569U1
Application number: RU2010139553/03U
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Михалёв; Александр Павлович Семешов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Автоматика"
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2011-04-20

Abstract

Комплексное измерительное устройство для контроля положения элементов секции крепи, имеющей по меньшей мере одно скользящее основание и одно верхнее перекрытие, между которыми установлена по меньшей мере одна стойка, содержащее или датчик угла наклона и датчик линейного перемещения, или датчик угла наклона и датчик гидравлического давления, каждый из которых размещен в защитном корпусе и передает сигнал измерения через блок обработки по линии связи на устройство управления секции, при этом датчик угла наклона выполнен на основе трехосевого микромеханического акселерометра, отличающееся тем, что датчики комплексного измерительного устройства размещены в едином защитном корпусе и отправляют сигналы измерения через единый блок обработки по единой линии связи. A complex measuring device for monitoring the position of the elements of the lining section having at least one sliding base and one upper overlap, between which at least one stand is installed, containing either a tilt angle sensor and a linear displacement sensor, or a tilt angle sensor and a hydraulic pressure sensor, each of which is placed in a protective case and transmits a measurement signal through the processing unit via a communication line to the section control device, while the angle sensor is based on a triax micromechanical accelerometer, characterized in that the sensors of the complex measuring device are located in a single protective housing and send measurement signals through a single processing unit via a single communication line.

Description

Полезная модель относится к комплексному измерительному устройству, предназначенному для контроля положения элементов секции крепи и может быть использована в горно-шахтной промышленности.The utility model relates to a comprehensive measuring device designed to control the position of the elements of the lining section and can be used in the mining industry.

Известно комплексное измерительное устройство для контроля положения элементов секции крепи, имеющей по меньшей мере одно скользящее основание и одно верхнее перекрытие, между которыми установлена по меньшей мере одна стойка, по патенту RU 2008131548. Данное измерительное устройство, выбранное за прототип, содержит датчик угла наклона и датчик линейного перемещения/гидравлического давления, каждый из которых размещен в защитном корпусе и передает сигнал измерения через блок обработки по линии связи на устройство управления секции, при этом датчик угла наклона выполнен на основе трехосевого микромеханического акселерометра.Known integrated measuring device for monitoring the position of the elements of the lining section having at least one sliding base and one upper floor, between which at least one rack is installed, according to the patent RU 2008131548. This measuring device, selected for the prototype, contains an angle sensor and linear displacement / hydraulic pressure sensor, each of which is placed in a protective housing and transmits a measurement signal through the processing unit via a communication line to the section control device, while the angle sensor is based on a three-axis micromechanical accelerometer.

Недостатками данного комплексного измерительного устройства являются:The disadvantages of this integrated measuring device are:

- высокие затраты на его разработку, обслуживание и изготовление вследствие того, что каждый датчик размещен в корпусе индивидуальной конструкции, содержит однотипные блоки, использует индивидуальную линию связи;- high costs for its development, maintenance and manufacturing due to the fact that each sensor is housed in an individual design housing, contains the same type of blocks, uses an individual communication line;

- отсутствие контроля параметров окружающей среды, например, давления и/или температуры, необходимых в условиях горно-шахтных работ.- lack of control of environmental parameters, for example, pressure and / or temperature, necessary in the conditions of mining operations.

Техническая задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в снижении издержек на производство и эксплуатацию комплексного измерительного устройства в двух вариантах его исполнения при одновременном расширении его функций.The technical problem, which this utility model is aimed at, is to reduce the costs of manufacturing and operating an integrated measuring device in two versions of its execution while expanding its functions.

Поставленная задача решена тем, что комплексное измерительное устройство для контроля положения элементов секции крепи, имеющей по меньшей мере одно скользящее основание и одно верхнее перекрытие, между которыми установлена по меньшей мере одна стойка, содержит датчик угла наклона и датчик линейного перемещения/гидравлического давления, каждый из которых размещен в защитном корпусе и передает сигнал измерения через блок обработки по линии связи на устройство управления секции, при этом датчик угла наклона выполнен на основе трехосевого микромеханического акселерометра. В отличие от прототипа, датчики комплексного измерительного устройства размещены в едином защитном корпусе и отправляют сигналы измерения через единый блок обработки по единой линии связи.The problem is solved in that the complex measuring device for monitoring the position of the elements of the lining section having at least one sliding base and one upper floor, between which at least one rack is installed, contains an angle sensor and a linear displacement / hydraulic pressure sensor, each of which it is housed in a protective housing and transmits a measurement signal through a processing unit via a communication line to the section control device, while the angle sensor is based on a three-axis th micromechanical accelerometer. Unlike the prototype, the sensors of a complex measuring device are located in a single protective case and send measurement signals through a single processing unit via a single communication line.

Решению технической задачи способствует и то, что комплексное измерительное устройство содержит по меньшей мере один введенный датчик параметра окружающей среды, размещенный в едином защитном корпусе и отправляющий сигнал измерения через единый блок обработки по единой линии связи.The solution to the technical problem is also facilitated by the fact that the complex measuring device contains at least one entered environmental parameter sensor located in a single protective case and sending a measurement signal through a single processing unit via a single communication line.

Сущность полезной модели иллюстрируется схемой комплексного измерительного устройства в двух вариантах его исполнения.The essence of the utility model is illustrated by a diagram of an integrated measuring device in two versions.

Комплексное измерительное устройство 1 по первому варианту исполнения и комплексное измерительное устройство 2 по второму варианту исполнения служат для контроля положения элементов секции крепи, имеющей по меньшей мере одно скользящее основание и одно верхнее перекрытие, между которыми установлена по меньшей мере одна стойка (на фиг. не показаны).The integrated measuring device 1 according to the first embodiment and the integrated measuring device 2 according to the second embodiment serve to control the position of the elements of the support section having at least one sliding base and one upper floor, between which at least one rack is installed (in FIG. shown).

Комплексное измерительное устройство 1, установленное предпочтительно в основании, а точнее, внутри его силового цилиндра, размещенное в защитном корпусе 3 из ударопрочного материала, например, из стали, содержит датчик угла наклона 4, датчик линейного перемещения 5, датчики параметров окружающей среды, а именно, датчик давления 6 и датчик температуры 7, связанные линиями приема-передачи с блоком обработки 8, соединенным через драйвер интерфейса связи 9 приемопередающей линией 10 с устройством управления секции 11. В обоих вариантах исполнения блок обработки 8 содержит микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем и постоянным запоминающим устройством, датчик угла наклона 4 выполнен на основе микромеханического акселерометра с тремя взаимно ортогональными измерительными осями, например, акселерометра MEMS SMB380.The complex measuring device 1, preferably installed in the base, and more precisely, inside its power cylinder, placed in a protective housing 3 made of impact-resistant material, for example, steel, contains an angle sensor 4, a linear displacement sensor 5, sensors of environmental parameters, namely , a pressure sensor 6 and a temperature sensor 7, connected by the transmission and reception lines with the processing unit 8, connected via the driver of the communication interface 9 by the transceiver line 10 with the control unit of section 11. In both versions processing unit 8 contains a microcontroller with an analog-to-digital converter and read-only memory, the angle sensor 4 is made on the basis of a micromechanical accelerometer with three mutually orthogonal measuring axes, for example, the MEMS SMB380 accelerometer.

Датчик линейного перемещения 5 включает формирователь импульсов тока 12, волновод 13 из магнитострикционного материала в защитной оболочке, датчик волнового импульса 14, постоянный магнит 15, имеющий возможность перемещения вдоль волновода 13 и жестко связанный с поршнем цилиндра (на фиг.не показан). Датчик линейного перемещения может быть выполнен на основе магнитоуправляемых контактов, а также на основе оптического или механического физических принципов.The linear displacement sensor 5 includes a current pulse generator 12, a waveguide 13 made of magnetostrictive material in a protective sheath, a wave pulse sensor 14, a permanent magnet 15, which can be moved along the waveguide 13 and is rigidly connected to the cylinder piston (not shown in Fig.). The linear displacement sensor can be made on the basis of magnetically controlled contacts, as well as on the basis of optical or mechanical physical principles.

Комплексное измерительное устройство 2, установленное предпочтительно в стойке секции крепи и размещенное в защитном корпусе 16 из ударопрочного материала, содержит датчик угла наклона 4, датчик гидравлического давления 17, датчик параметра окружающей среды, а именно, датчик температуры 7, соединенные линиями связи с блоком обработки 8, соединенным через драйвер интерфейса связи 18 приемопередающей беспроводной линией 19 с устройством управления секции 11. Драйвер интерфейса связи 18 снабжен приемопередающим радиомодемом 20 с приемопередающей антенной.The complex measuring device 2, preferably installed in the rack of the lining section and housed in a protective housing 16 made of impact-resistant material, contains an angle sensor 4, a hydraulic pressure sensor 17, an environmental parameter sensor, namely, a temperature sensor 7 connected by communication lines to the processing unit 8 connected via a driver of the communication interface 18 with a transceiver wireless line 19 to a control device of section 11. The driver of the communication interface 18 is equipped with a transceiver radio modem 20 with transceiver antenna.

Датчик гидравлического давления 17 включает тензорезисторный мост 21, входная диагональ которого подключена к источнику питания 22, выходная диагональ - к дифференциальному усилителю 23. Источник питания 22, например, батарея марки ER 14505M, связан с дифференциальным усилителем 23, датчиком угла наклона 4 датчиком температуры 7, блоком обработки 8, драйвером интерфейса связи 18.The hydraulic pressure sensor 17 includes a strain gauge bridge 21, the input diagonal of which is connected to a power source 22, the output diagonal to a differential amplifier 23. A power supply 22, for example, an ER 14505M battery, is connected to a differential amplifier 23, an angle sensor 4, a temperature sensor 7 , processing unit 8, communication interface driver 18.

Устройство управления секции 11 включает приемопередающий радиомодем 24 с приемопередающей антенной.The control device section 11 includes a transceiver radio modem 24 with a transceiver antenna.

Работа комплексного измерительного устройства 1 осуществляется следующим образом. При перемещении поршня цилиндра вдоль волновода 13, имеющего длину Lmax, перемещается постоянный магнит 15. Формирователь импульсов тока 12 генерирует ток, который при протекании по волноводу 13 вызывает возникновение магнитного поля, взаимодействующего с магнитным полем постоянного магнита 15. При подаче ультразвукового импульса датчиком волнового импульса 14 по волноводу 13 распространяется ультразвуковая волна. По времени между генерацией импульса и регистрацией фронта ультразвуковой волны определяется величина L перемещения постоянного магнита 15, которая передается в блок обработки 8 по его запросу.The operation of the integrated measuring device 1 is as follows. When the cylinder piston moves along the waveguide 13 having a length Lmax, the permanent magnet 15 moves. The current pulse generator 12 generates a current which, when flowing through the waveguide 13, causes a magnetic field to interact with the magnetic field of the permanent magnet 15. When the ultrasonic pulse is applied by the wave pulse sensor 14, an ultrasonic wave propagates through the waveguide 13. The time between the generation of the pulse and the front of the ultrasonic wave is determined by the value L of the movement of the permanent magnet 15, which is transmitted to the processing unit 8 upon request.

Датчик угла наклона 4 измеряет угол наклона элементов секции крепи, в частности, основания секции, датчики давления 6 и температуры 7 измеряют соответственно давление и температуру окружающей среды. Измеренные величины передаются в блок обработки 8 по его запросу. Блок обработки 8 отправляет сигнал измерения через драйвер интерфейса связи 8 по приемо-передающей линии связи 10 устройству управления 11 секции крепи.The angle sensor 4 measures the angle of inclination of the elements of the lining section, in particular, the base of the section, pressure sensors 6 and temperature 7 measure pressure and ambient temperature, respectively. The measured values are transmitted to the processing unit 8 upon request. The processing unit 8 sends the measurement signal through the driver of the communication interface 8 via the transceiver line 10 to the control device 11 of the lining section.

Работа комплексного измерительного устройства 2 осуществляется следующим образом. При воздействии давления сопротивление тензорезисторного моста 21 изменяется, на его выходной диагонали появляется напряжение, которое усиливается дифференциальным усилителем 23 и подается в блок обработки 8.The operation of the integrated measuring device 2 is as follows. When exposed to pressure, the resistance of the strain gauge bridge 21 changes, a voltage appears on its output diagonal, which is amplified by the differential amplifier 23 and is supplied to the processing unit 8.

Датчик угла наклона 4 измеряет угол наклона элементов секции крепи, предпочтительно, стойки секции, датчик температуры 7 измеряет температуру окружающей среды. Измеренные величины передаются в блок обработки 8 по его запросу. Блок обработки 8 отправляет сигнал измерения через драйвер интерфейса связи 18, радиомодем 20 с антенной по беспроводной приемопередающей линии связи 19 радиомодему 24 с антенной устройства управления секции 11 крепи.The angle sensor 4 measures the angle of inclination of the elements of the lining section, preferably the strut section, the temperature sensor 7 measures the ambient temperature. The measured values are transmitted to the processing unit 8 upon request. The processing unit 8 sends the measurement signal through the driver of the communication interface 18, the radio modem 20 with the antenna via a wireless transceiver communication line 19 to the radio modem 24 with the antenna of the control device of the support section 11.

Размещение датчиков угла наклона, линейного перемещения/гидравлического давления, и введенного по меньшей мере одного датчика параметра окружающей среды в едином защитном корпусе, а также отправление ими сигналов измерения через единый блок обработки по единой линии связи позволяют снизить издержки на производство и эксплуатацию комплексного измерительного устройства при одновременном расширении его функций.The placement of tilt angle sensors, linear displacement / hydraulic pressure, and at least one environmental parameter sensor introduced in a single protective housing, as well as sending measurement signals through a single processing unit via a single communication line, reduce the cost of manufacturing and operating an integrated measuring device while expanding its functions.

Claims

A complex measuring device for monitoring the position of the elements of the lining section having at least one sliding base and one upper overlap, between which at least one stand is installed, containing either a tilt angle sensor and a linear displacement sensor, or a tilt angle sensor and a hydraulic pressure sensor, each of which is placed in a protective housing and transmits a measurement signal through the processing unit via a communication line to the section control device, while the angle sensor is based on a triax micromechanical accelerometer, characterized in that the sensors of the complex measuring device are located in a single protective housing and send measurement signals through a single processing unit via a single communication line.