一種錨杆索智能預警應力計及其測試方法與流程

2023-05-11 13:45:26

本發明涉及錨網支護巷道錨杆錨索的受力監測技術領域，尤其涉及一種錨杆索智能預警應力計。

背景技術：

煤礦錨網支護巷道使用普遍，在錨杆錨索支護過程中，錨杆錨索對圍巖的錨固作用使得巷道圍巖穩定，減少破壞，確保煤礦安全生產。由於目前錨杆錨索在圍巖錨固受力過程中，錨杆錨索的受力情況無法監測，為了了解錨杆錨索受力變化情況，及時掌握錨杆錨索的受力狀況，根據錨杆錨索受力狀況對巷道作出相應的支護措施，防止巷道頂板故事發生，保證巷道安全，是煤礦急需解決的難題。

當前對煤礦巷道錨杆錨索應力檢測的辦法，只有採用傳統的壓力枕對錨杆錨索進行檢測。傳統的壓力枕採用振弦機械式原理，該應力計反應不靈敏，讀出的數值誤差大，不能實時採集存儲等功能，錨杆受力大時不能報警提示，滿足不了礦井的安全需要。為了解決以上難題，從而研究了一種錨杆索智能預警應力計及其測試方法。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種錨杆索智能預警應力計以及測試方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種錨杆索智能預警應力計，包括傳感器本體，所述傳感器本體水平設於錨杆底部，所述傳感器本體上垂直設有相對的兩個鑽孔，所述兩個鑽孔中插有與之匹配的應變計，所述傳感器本體一側設有長杆，所述長杆內設有傳感器電路板，所述傳感器電路板與應變計通過信號線相連，所述傳感器電路板外設有接口，所述接口通過信號線與數據機相連，所述數據機通過有線或者無線通訊的方式與採集器相連，所述採集器與地面計算機相連，所述數據機內集成有聲光報警器。

作為本發明的優選方式之一，所述鑽孔的孔徑φ2mm。

作為本發明的優選方式之一，所述接口為航空接插口。

作為本發明的優選方式之一，所述傳感器本體套於錨杆上並通過螺栓相固定。

作為本發明的優選方式之一，所述傳感器本體為環型結構。

作為本發明的優選方式之一，所述長杆垂直於傳感器本體的側面。

作為本發明的優選方式之一，所述地面計算機上安裝有計算機雲平臺軟體。

作為本發明的優選方式之一，所述無線通訊的方式為同時使用紅外與zigbee兩種無線通訊方式。

本發明還公開了一種錨杆索智能預警應力計的測試方法，包括以下步驟：

(1)將讀取的應變計的數據根據應力轉換為應力值；

(2)同時把應力值存入數據機中；

(3)對應力值的大小進行判斷，當其高於設定的警報值時，發出警報；

(4)同時將數據機的數據進行採集和上傳。

本發明相比現有技術的優點在於：1、設備反應靈敏、數據準確；2、對杆體受力工況實時採集、全程對錨杆杆體受力工況進行監測；3、杆體受力超過安全預警值時，可自動啟動報警功能；4、採用無線通訊技術，操作便捷；5、存儲量大，可極大的減少人員採集頻度，減輕人員勞動強度；6、雲平臺軟體自動分析、生成各類報表和曲線，對礦壓數據集中管理存檔，保證各類數據的完整保存。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的傳感器本體與長杆連接示意圖；

圖3是本發明的測試流程示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。

實施例：

如圖1、圖2所示：一種錨杆索智能預警應力計，包括傳感器本體(1)，所述傳感器本體水平(1)設於錨杆(2)底部，所述傳感器本體(1)上垂直設有相對的兩個鑽孔，所述兩個鑽孔中插有與之匹配的應變計(101)，所述傳感器本體(1)一側設有長杆(102)，所述長杆(102)內設有傳感器電路板，所述傳感器電路板與應變計(101)通過信號線(3)相連，所述傳感器電路板外設有接口，所述接口通過信號線(3)與數據機(4)相連，所述數據機(4)通過有線或者無線通訊的方式與採集器(5)相連，所述採集器(5)與地面計算機(6)相連，所述數據機(4)內集成有聲光報警器(401)。

進一步的，所述鑽孔的孔徑φ2mm。

進一步的，所述接口為航空接插口。

進一步的，所述傳感器本體(1)套於錨杆(2)上並通過螺栓相固定。

進一步的，所述傳感器本體(1)為環型結構。

進一步的，所述長杆(102)垂直於傳感器本體(1)的側面。

進一步的，所述地面計算機(6)上安裝有計算機雲平臺軟體。

進一步的，所述無線通訊的方式為同時使用紅外與zigbee兩種無線通訊方式。

參見圖3：本發明還公開了一種錨杆索智能預警應力計的測試方法，包括以下步驟：

(1)將讀取的應變計的數據根據應力轉換為應力值；

(2)同時把應力值存入數據機中；

(3)對應力值的大小進行判斷，當其高於設定的警報值時，發出警報；

(4)同時將數據機的數據進行採集和上傳。

本發明的有益效果：錨杆索智能預警應力計對錨杆的受力檢測精度高、反應靈敏，並能實時採集，當受力超過安全預警值時，可自動啟動報警功能，給礦井人員進行安全提示，作出合理的支護加強措施，保證巷道安全。採用無線通訊技術，數據採集操作便捷簡單。

以下為本發明的部件介紹：

1、應力計傳感器杆體開兩個鑽孔，孔徑φ2mm，孔深根據需要應變計的深度確定。將應變計在鑽孔標識的位置粘貼固定好。應力計傳感器長杆內有電路板，把應變計信號線連接至電路板，同時做好引線的保護措施，應力計傳感器外部接口為航空接插頭形式。將應力計傳感器裝在錨杆尾部，用螺帽固定，航口接插頭連接數據機，使用採集器進行設置。錨杆(索)應力計採用測量應變技術，反應靈敏，精度高。

2、數據機是對應力計傳感器信息的接受存儲並處理的終端，把錨杆尾部所受到的應力傳遞到應力計傳感器，經過處理轉換成需要的數值，並對錨杆傳遞的信號實時採集處理和存儲，做到全程實時監測效果。如果數據機處理後的數值超過安全預警值時，數據機可自動啟動燈光報警功能，表示該錨杆受力超過安全範圍，提示礦井人員該處巷道受力極大，需要對該處巷道支護採取加強措施，確保巷道穩定安全。數據機存儲容量大，可以存儲90天以上的數據量，極大可以較少技術人員對數據的採集頻度，減輕人員勞動強度。

3、採集器是採用無線通訊技術，採用紅外通訊原理，對數據機存儲的數據進行採集並上傳到計算機雲平臺軟體上，採集器操作便捷簡單，存儲量大，一次可對所需要採集的數據機數據量全部採集。採集器無線通訊技術解決巷道高度高，觀測記錄難的問題，減輕技術人員勞動強度，保證人員安全。

4、計算機雲平臺軟體是對應力計傳感器數據的處理分析，實時掌握應力計傳感器的受力變化狀況，根據受力情況及時採區針對措施，提前預防巷道頂板事故發生。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。