RU180962U1

RU180962U1 - Hydraulic pressure monitoring device

Info

Publication number: RU180962U1
Application number: RU2017146462U
Authority: RU
Inventors: Федор Александрович Анисимов; Евгений Викторович Аушев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Ранк 2" (Ооо "Ранк 2")
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-07-02

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в гидравлических системах, в горной промышленности, при проведении подземных горных работ, научно-исследовательских работ в области геомеханики, а именно для мониторинга гидравлического давления в горно-шахтном оборудовании, например в гидравлической системе стоек механизированной крепи и в призабойной гидравлической стоечной крепи.Техническим результатом является создание автономного устройства мониторинга гидравлического давления, позволяющего взаимодействовать с ним непосредственно в месте установки, а также повышение надежности управления и передачи информации.Устройство мониторинга гидравлического давления включает датчик давления, микроконтроллер, внутреннюю память, источник питания, расположенные в корпусе устройства, и расположенные на корпусе устройства элементы человеко-машинного интерфейса, а также разъем для подключения внешней памяти и универсальный разъем, ниппель, являющийся частью корпуса. Элементы человеко-машинного интерфейса могут быть выполнены в виде кнопок и/или дисплея, и/или светового индикатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to measuring equipment and can be used in hydraulic systems, in the mining industry, during underground mining, research work in the field of geomechanics, namely to monitor hydraulic pressure in mining equipment, for example, in a hydraulic system of mechanized struts support and in bottom-hole hydraulic rack support. The technical result is the creation of an autonomous device for monitoring hydraulic pressure, allowing interaction Work with it directly at the installation site, as well as improving the reliability of control and information transfer. A hydraulic pressure monitoring device includes a pressure sensor, a microcontroller, an internal memory, a power source located in the device’s case, and elements of a human-machine interface located on the device’s body, and also a connector for connecting external memory and a universal connector, a nipple that is part of the case. Elements of the human-machine interface can be made in the form of buttons and / or display, and / or indicator light. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в гидравлических системах, в горной промышленности, при проведении подземных горных работ, научно-исследовательских работ в области геомеханики, а именно для мониторинга гидравлического давления в горно-шахтном оборудовании, например в гидравлической системе стоек механизированной крепи и в призабойной гидравлической стоечной крепи.The utility model relates to measuring equipment and can be used in hydraulic systems, in the mining industry, during underground mining, research work in the field of geomechanics, namely to monitor hydraulic pressure in mining equipment, for example, in a hydraulic system of mechanized struts support and in bottom-hole hydraulic rack support.

Известен комплекс для измерения гидравлического давления (патент RU №90899, МПК G01L 9/00, опубл. 20.01.2010) содержащий датчик давления и устройство управления. В корпусе датчика давления расположены тензорезисторный мост, дифференциальный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор (микроконтроллер), приемо-передающий радиомодем, приемо-передающая антенна, постоянно запоминающий элемент (внутренняя память), источник питания. Устройство управления содержит микропроцессор, приемо-передающий радиомодем, приемо-передающую антенну.A known complex for measuring hydraulic pressure (patent RU No. 90899, IPC G01L 9/00, publ. 20.01.2010) containing a pressure sensor and a control device. In the housing of the pressure sensor are a strain gage bridge, a differential amplifier, an analog-to-digital converter, a microprocessor (microcontroller), a radio transmitter / receiver, a radio transmitter / receiver, a memory element (internal memory), and a power source. The control device comprises a microprocessor, a transceiver radio modem, a transceiver antenna.

Недостатками известной полезной модели являются отсутствие автономности датчика давления, так как датчик давления входит в комплекс, в котором имеется устройство управления, которое взаимодействует с датчиком давления на расстоянии при помощи двусторонней беспроводной связи в виде радиомодемов, антенн, на которые могут воздействовать подземные условия эксплуатации и высоковольтное подземное оборудование, отрицательно влияющие на надежность передачи информации между устройствами.The disadvantages of the known utility model are the lack of autonomy of the pressure sensor, since the pressure sensor is part of a complex that has a control device that interacts with the pressure sensor at a distance using two-way wireless communication in the form of radio modems, antennas that can be affected by underground operating conditions and high-voltage underground equipment that adversely affects the reliability of information transfer between devices.

Техническим результатом является создание автономного устройства мониторинга гидравлического давления, позволяющего взаимодействовать с ним непосредственно в месте установки, а также повышение надежности управления и передачи информации.The technical result is the creation of an autonomous device for monitoring hydraulic pressure, which allows you to interact with it directly at the installation site, as well as improving the reliability of control and information transfer.

Технический результат достигается тем, что устройство мониторинга гидравлического давления включает датчик давления, микроконтроллер, внутреннюю память, источник питания, расположенные в корпусе устройства, согласно полезной модели имеет расположенные на корпусе устройства элементы человеко-машинного интерфейса, а также разъем для подключения внешней памяти и универсальный разъем, ниппель, являющийся частью корпуса. Элементы человеко-машинного интерфейса могут быть выполнены в виде кнопок и/или дисплея, и/или светового индикатора.The technical result is achieved by the fact that the hydraulic pressure monitoring device includes a pressure sensor, a microcontroller, an internal memory, a power source located in the device case, according to a utility model it has human-machine interface elements located on the device case, as well as an external memory connector and universal connector, nipple, which is part of the housing. Elements of the human-machine interface can be made in the form of buttons and / or display, and / or indicator light.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема устройства мониторинга гидравлического давления, на фиг. 2 - вид спереди устройства мониторинга гидравлического давления, на фиг. 3 - вид А-А по фиг. 2.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a block diagram of a hydraulic pressure monitoring device; FIG. 2 is a front view of a hydraulic pressure monitoring device; FIG. 3 is a view aa of FIG. 2.

Устройство мониторинга гидравлического давления 1 (фиг. 1-3) содержит корпус, внутри которого расположены датчик давления 2, микроконтроллер 3, внутренняя память 4, источник питания 5, на внешней части корпуса расположены элементы человеко-машинного интерфейса, ниппель 12, разъем 9 для подключения внешней памяти и универсальный разъем 11. Так же устройство может содержать приемо-передающий радиомодем, приемо-передающую антенну.The hydraulic pressure monitoring device 1 (Fig. 1-3) contains a housing inside which a pressure sensor 2, a microcontroller 3, an internal memory 4, a power supply 5 are located, elements of a human-machine interface, a nipple 12, a connector 9 for connecting external memory and a universal connector 11. Also, the device may contain a transceiver radio modem, a transceiver antenna.

Ниппель 12 является частью корпуса. Его внешняя часть, расположенная снаружи корпуса, служит для присоединения устройства к гидравлической системе, а часть, обращенная внутрь корпуса устройства, связана с датчиком давления 2.The nipple 12 is part of the housing. Its external part, located outside the housing, serves to connect the device to the hydraulic system, and the part facing the inside of the device is connected to the pressure sensor 2.

Датчик давления 2 соединен с платой управления и взаимосвязан с микроконтроллером, расположенным на плате управления. Полученные от датчика давления данные обрабатываются в микроконтроллере и передаются во внутреннюю память, расположенную на плате управления.The pressure sensor 2 is connected to the control board and interconnected with a microcontroller located on the control board. The data received from the pressure sensor is processed in the microcontroller and transferred to the internal memory located on the control board.

Элементы человеко-машинного интерфейса (средства взаимодействия) могут быть выполнены в виде дисплея 6, кнопок 7, светового индикатора 8. Дисплей 6 может быть выполнен как с функцией вывода информации, так и с функцией ввода-вывода информации посредством совмещения его с сенсорной панелью, которая выполняет функцию кнопок. Дисплей 6 может быть, как цветным, так и монохромным, выполненным с применением энергоэффективных технологий, например, на основе органических светодиодов, электронных чернил или квантовых точек. Дисплей 6 предназначен для прямого и полноценного взаимодействия с датчиком 2 (вывод различной служебной информации, просмотр последних событий, измеренных значений, отображение настроек и т.д.). Световой индикатор 8 может быть выполнен в виде сигнального светодиода, который сигнализирует о состоянии датчика 2 (режимы ожидания, измерения, отключен, низкий заряд батареи и др.) Для ввода информации элементы человеко-машинного интерфейса могут быть выполнены в виде кнопок 7 на корпусе устройства и в виде сенсорной панели совмещенной с дисплеем 6 устройства. Кнопки 7, расположенные на корпусе, могут быть как механическими, так и сенсорными.Elements of the human-machine interface (means of interaction) can be made in the form of a display 6, buttons 7, and a light indicator 8. Display 6 can be performed with either a function of outputting information or a function of input-output of information by combining it with a touch panel, which performs the function of buttons. The display 6 can be either color or monochrome, made using energy-efficient technologies, for example, based on organic light emitting diodes, electronic ink or quantum dots. Display 6 is intended for direct and full-fledged interaction with sensor 2 (output of various service information, viewing of recent events, measured values, display of settings, etc.). The indicator light 8 can be made in the form of a signal LED that signals the state of sensor 2 (standby, measurement, off, low battery, etc.) To enter information, elements of a human-machine interface can be made in the form of buttons 7 on the device’s body and in the form of a touch panel combined with the display 6 of the device. Buttons 7 located on the body can be either mechanical or touch.

Элементы человеко-машинного интерфейса, расположенные на внешней части корпуса устройства, соединены с платой управления, расположенной внутри корпуса устройства. Элементы человеко-машинного интерфейса могут быть закреплены в отверстиях и/или в пазах на корпусе. Например, дисплей 6 и кнопки 7 закреплены в пазах, а световой индикатор 8 - в отверстии.Elements of the human-machine interface located on the external part of the device’s body are connected to the control board located inside the device’s body. Elements of the human-machine interface can be fixed in the holes and / or in the grooves on the housing. For example, the display 6 and buttons 7 are fixed in the grooves, and the indicator light 8 is in the hole.

В разъеме для внешней памяти 9 может быть установлена внешняя память 10, например, карта памяти. На карту памяти записываются показания, зафиксированные датчиком давления, и с помощью, которой возможно считывание и перенос данных с устройства путем ее извлечения и установки на любом устройстве, способном воспринимать имеющуюся информацию, например, персональном компьютере. Сбор данных об изменении давления с течением времени в гидравлических стойках механизированной крепи или призабойной гидравлической стоечной крепи необходим для последующего анализа. Анализ данных производится для определения и оценки происходящих геомеханических процессов в массиве горных пород исследуемого подземного горного предприятия, при ведении очистных и подготовительных горных работ.An external memory 10, for example, a memory card, can be installed in the slot for external memory 9. The readings recorded by the pressure sensor are recorded on the memory card, and with the help of which it is possible to read and transfer data from the device by extracting it and installing it on any device capable of receiving the available information, for example, a personal computer. The collection of data on the change in pressure over time in the hydraulic struts of a powered roof support or bottom-hole hydraulic rack support is necessary for subsequent analysis. Data analysis is carried out to determine and evaluate the ongoing geomechanical processes in the rock mass of the investigated underground mining enterprise, while conducting treatment and preparatory mining operations.

Универсальный разъем 11 предназначен для подключения устройства к персональному компьютеру с целью чтения данных с внутренней памяти 4, настройки, корректировки и восстановления встроенного программного обеспечения, детальной диагностики ошибок и неполадок в устройстве, а также для заряда встроенного источника питания 5, при использовании, в качестве последнего, электрического аккумулятора. В качестве источника питания 5, с высокой энергоемкостью, могут быть использованы одноразовые литиевые батареи или многоразовые литий-ионные аккумуляторы и их разновидности.Universal connector 11 is designed to connect the device to a personal computer in order to read data from internal memory 4, configure, correct and restore the firmware, a detailed diagnosis of errors and malfunctions in the device, as well as to charge the built-in power supply 5, when used, as last, electric battery. As a power source 5, with high energy intensity, disposable lithium batteries or reusable lithium-ion batteries and their varieties can be used.

Пример работы устройства мониторинга гидравлического давления для гидравлической системы стоек механизированной крепи. Устройство содержит на корпусе ниппель 12 для подключения к гидравлической системе стоек механизированной крепи, внутри корпуса расположен электронный датчик давления 2, который является продолжением ниппеля 12 и преобразует воздействующее на него гидравлическое давление в электрический сигнал, передающийся на плату управления к которой он подключен, которая в свою очередь содержит микроконтроллер 3, управляющий электронными компонентами устройства, источник питания 3 в виде литий-ионных аккумуляторов, обеспечивающий электрической энергией все компоненты устройства, На внешней части корпуса расположены элементы человеко-машинного интерфейса соединенные с платой управления в виде дисплея для отображения информации (настроек, результатов измерения, состояния устройства, режимов его работы) и кнопок для управления устройством (для ввода информации и настройки необходимых параметров), а также сигнальный светодиод, который сигнализирует о состоянии устройства. В процессе работы устройство с заданной периодичностью измеряет давление в гидравлической системе стоек механизированной крепи, фиксирует получаемые с датчика давления показания в соответствии с заданным алгоритмом, увязывая их со временем и сохраняя их во внутренней памяти устройства. Необходимые данные выводятся на экран, в том числе измеренные показания (в виде графика и/или табличном виде) с возможностью их детального анализа непосредственно на месте установки. Наличие таких элементов человеко-машинного интерфейса делает устройство интерактивным и дает возможность оперативно получать и анализировать информацию непосредственно на устройстве в месте его установки, а также производить его диагностику и вносить изменения в алгоритмы его работы без остановки процесса мониторинга, демонтажа устройства и редактирования встроенного программного обеспечения.An example of the operation of a hydraulic pressure monitoring device for a hydraulic system of struts of a powered roof support. The device comprises a nipple 12 on the housing for connecting to the hydraulic system of the mechanized roof supports, an electronic pressure sensor 2 is located inside the housing, which is a continuation of the nipple 12 and converts the hydraulic pressure acting on it into an electrical signal transmitted to the control board to which it is connected, which in turn, contains a microcontroller 3, which controls the electronic components of the device, a power source 3 in the form of lithium-ion batteries, providing electrical energy All components of the device are located on the outside. On the external part of the case there are human-machine interface elements connected to the control board in the form of a display for displaying information (settings, measurement results, device status, operating modes) and buttons for controlling the device (for entering information and setting the parameters), as well as a signal LED that signals the status of the device. In the process, the device measures the pressure in the hydraulic system of the supports of the mechanized roof support at a specified frequency, fixes the readings received from the pressure sensor in accordance with the specified algorithm, linking them to time and saving them in the device’s internal memory. The necessary data are displayed on the screen, including the measured readings (in the form of a graph and / or tabular form) with the possibility of their detailed analysis directly at the installation site. The presence of such elements of the human-machine interface makes the device interactive and makes it possible to quickly obtain and analyze information directly on the device at the place of its installation, as well as diagnose it and make changes to its operation algorithms without stopping the monitoring process, dismantling the device, and editing firmware .

Claims

1. A hydraulic pressure monitoring device comprising a pressure sensor, a microcontroller, an internal memory, a power source located in the device body, characterized in that it has human-machine interface elements located on the device body, as well as an external memory connector and a universal connector, nipple, which is part of the body.

2. The hydraulic pressure monitoring device according to claim 1, characterized in that the elements of the human-machine interface are made in the form of buttons and / or a display and / or a light indicator.