一種礦用錨桿測力計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種礦用錨桿測力計(jì)，包括電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器和二次監(jiān)測儀表，電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器包括中空套桿和環(huán)形應(yīng)力傳感器組，中空套桿一端攻外螺紋另一端攻內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋端與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿連接，外螺紋端采用螺母施加預(yù)緊力進(jìn)行預(yù)緊，中空套桿內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組，環(huán)形應(yīng)力傳感器組4包括多個(gè)均布的單體環(huán)形應(yīng)力傳感器并內(nèi)置箔式電阻片，箔式電阻片通過導(dǎo)線連接；二次監(jiān)測儀表具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)就地顯示、有線傳輸或無線傳輸功能，采用螺母連接固定于錨桿下端頭，將錨桿端部工作載荷數(shù)據(jù)通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳。有效解決了電阻應(yīng)變元件監(jiān)測值隨錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系變化的問題，且能實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】
一種礦用錨桿測力計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于煤系地層礦井巷道圍巖動(dòng)態(tài)專項(xiàng)中錨桿工作載荷監(jiān)測的技術(shù)范疇，具體涉及一種礦用錨桿測力計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦井巷道圍巖動(dòng)態(tài)專項(xiàng)監(jiān)測中，錨桿受力狀態(tài)監(jiān)測是錨網(wǎng)支護(hù)中的一項(xiàng)基本工作。對于端頭錨固或加長錨固錨桿，監(jiān)測目的是了解錨桿實(shí)際受力狀態(tài)，判斷設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力、初錨力及拉拔力的合理性，具體反映為錨桿工作載荷監(jiān)測。當(dāng)錨桿支護(hù)為端頭錨固或加長錨固時(shí)，現(xiàn)有的錨桿端部工作載荷監(jiān)測儀器按其傳感器主要分為液壓枕式、光纖光柵式和電阻應(yīng)變式等類型，其中，液壓枕式和光纖光柵式均是將油壓壓力盒安裝在錨桿托盤和螺母之間，采用液壓油壓對錨桿端部工作載荷進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不同的是，液壓枕式錨桿測力計(jì)為直讀式液壓表，一次儀表，定時(shí)專人記錄錨桿端部工作載荷，該錨桿測力計(jì)應(yīng)用最為廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，機(jī)械直讀式液壓表顯示數(shù)據(jù)，不具有實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸功能;光纖光柵式錨桿測力計(jì)采用的光纖光柵壓力傳感器，由油管將油壓傳遞到光纖光柵壓力傳感器從而實(shí)現(xiàn)對錨桿端部工作載荷監(jiān)測，該傳感器為全光纖無源元件，最大優(yōu)點(diǎn)為無源傳輸數(shù)據(jù)，光纖光柵為光敏組件，監(jiān)測精度很高，達(dá)0.0132nm/KN，該類型錨桿測力計(jì)并不適用于采煤行業(yè)。電阻式錨桿測力計(jì)的電阻應(yīng)變式傳感器結(jié)構(gòu)主要為拉壓式彈性元件，電阻應(yīng)變元件安裝在拉壓式彈性元件最大主應(yīng)變方向，該彈性元件是電阻應(yīng)變式傳感器中受力變形的敏感部件，采用拉壓式彈性元件對錨桿端部工作載荷進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并通過電阻應(yīng)變元件轉(zhuǎn)換為電信號，其缺點(diǎn)為:當(dāng)拉壓式彈性元件受到拉力作用時(shí)，橫截面面積減少;受到壓縮時(shí)，橫截面面積增大，其電阻應(yīng)變元件監(jiān)測值與錨桿端部工作載荷不呈線性關(guān)系。針對錨桿測力計(jì)這一現(xiàn)狀，發(fā)明一種電阻應(yīng)變元件監(jiān)測值與錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系，且能實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)的電阻式錨桿測力計(jì)顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的旨在提供一種使電阻應(yīng)變元件監(jiān)測值與錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系且能實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)的礦用錨桿測力計(jì)。
[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采用如下解決方案:一種礦用錨桿測力計(jì)，包括電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器和二次監(jiān)測儀表，其特征在于:電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器包括中空套桿和環(huán)形應(yīng)力傳感器組，中空套桿材料與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿材料相同，長度不小于錨網(wǎng)支護(hù)錨桿設(shè)計(jì)長度的1/4，中空套桿一端攻外螺紋另一端攻內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋端與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿連接，外螺紋端采用螺母施加預(yù)緊力進(jìn)行預(yù)緊，中空套桿內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組，環(huán)形應(yīng)力傳感器組4包括多個(gè)均布的單體環(huán)形應(yīng)力傳感器并內(nèi)置箔式電阻片，箔式電阻片通過導(dǎo)線連接;二次監(jiān)測儀表具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)就地顯示、有線傳輸或無線傳輸功能，采用螺母連接固定于錨桿下端頭，將錨桿端部工作載荷數(shù)據(jù)通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳。
[0005]與現(xiàn)有的錨桿測力計(jì)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0006]1、本實(shí)用新型一種礦用錨桿測力計(jì)，采用電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器，其包括中空套桿、環(huán)形應(yīng)力傳感器組、單體環(huán)形應(yīng)力傳感器、箔式電阻片和箔式電阻片導(dǎo)線等部件，中空套桿與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿采用螺紋連接，中空套桿內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組，以解決電阻應(yīng)變元件監(jiān)測值隨錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系變化的問題；
[0007]2、本實(shí)用新型一種礦用錨桿測力計(jì)，電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器中的箔式電阻片導(dǎo)線布置于中空導(dǎo)管中，二次監(jiān)測儀表采用螺母連接固定于錨桿下端頭，整個(gè)錨桿測力計(jì)導(dǎo)線不外露，設(shè)計(jì)布局更合理，且能解決實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)的問題；
[0008]3、本實(shí)用新型一種礦用錨桿測力計(jì)，廣泛用于煤系地層礦井巷道圍巖動(dòng)態(tài)專項(xiàng)監(jiān)測，以及隧道、地下工程建筑物和構(gòu)筑物圍巖動(dòng)態(tài)監(jiān)測等方面。
【附圖說明】
[0009]圖1、本實(shí)用新型礦用錨桿測力計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2、電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖中:I一電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器2—二次監(jiān)測儀表 3—中空套桿
[0012]4一環(huán)形應(yīng)力傳感器組5—單體環(huán)形應(yīng)力傳感器6—箔式電阻片
[0013]7—箔式電阻片導(dǎo)線8—螺母9 一銷網(wǎng)支護(hù)錨桿。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]某礦3#煤層3102工作面運(yùn)輸順槽，凈寬4.6m，凈高4.7m，最大高度5.2m，平均蓋山厚度232m，煤柱寬度15m，在運(yùn)輸順槽開口 170m處安裝I組本實(shí)用新型礦用錨桿測力計(jì)，頂板2個(gè)，兩幫各I個(gè)，共計(jì)4個(gè)。本實(shí)用新型一種礦用錨桿測力計(jì)，由電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器I和二次監(jiān)測儀表2組成，電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器I包括中空套桿3、環(huán)形應(yīng)力傳感器組
4、單體環(huán)形應(yīng)力傳感器5、箔式電阻片6、箔式電阻片導(dǎo)線7和螺母8等部件，中空套桿3材料25MnSi，直徑20mm，長度40mm，中空套桿3—端攻外螺紋另一端攻內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋端與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿9連接，外螺紋端采用螺母8施加預(yù)緊力進(jìn)行預(yù)緊，中空套桿3內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組4，該環(huán)形應(yīng)力傳感器組4包括15個(gè)均布的單體環(huán)形應(yīng)力傳感器5并內(nèi)置箔式電阻片6，二次監(jiān)測儀表2具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)就地顯示功能，采用RS485接口有線傳輸。
[0017]井下監(jiān)測效果良好，礦用錨桿測力計(jì)的監(jiān)測值隨錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系，且能對錨桿端部工作載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并傳輸。
[0018]實(shí)施例2:
[0019]某礦15#煤層15109工作面運(yùn)輸順槽，凈寬5.0m，凈高5.0m，錨桿間排距1500 X1500mm，沒有錨索，平均蓋山厚度347m，煤柱寬度20m，在運(yùn)輸順槽掘進(jìn)頭處安裝I組本實(shí)用新型礦用錨桿測力計(jì)，中空套桿3直徑22mm，長度45mm，二次監(jiān)測儀表2無線通信，ZigBee通信協(xié)議，井下監(jiān)測效果良好，礦用錨桿測力計(jì)的監(jiān)測值隨錨桿端部工作載荷呈線性關(guān)系，且能對錨桿端部工作載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并傳輸。其它同實(shí)施例1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦用錨桿測力計(jì)，包括電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器和二次監(jiān)測儀表，其特征在 于:電阻應(yīng)變式錨桿測力傳感器包括中空套桿和環(huán)形應(yīng)力傳感器組，中空套桿材料與錨網(wǎng) 支護(hù)錨桿材料相同，長度不小于錨網(wǎng)支護(hù)錨桿設(shè)計(jì)長度的1/4,中空套桿一端攻外螺紋另一 端攻內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋端與錨網(wǎng)支護(hù)錨桿連接，外螺紋端采用螺母施加預(yù)緊力進(jìn)行預(yù)緊，中空 套桿內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組，環(huán)形應(yīng)力傳感器組(4)包括多個(gè)均布的單體環(huán)形應(yīng)力傳感器 并內(nèi)置箱式電阻片，箱式電阻片通過導(dǎo)線連接;二次監(jiān)測儀表具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)就地顯 示、有線傳輸或無線傳輸功能，采用螺母連接固定于錨桿下端頭，將錨桿端部工作載荷數(shù)據(jù) 通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)上傳。
【文檔編號】G01L1/22GK205593681SQ201620369490
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】何小剛, 王東, 殷長虎, 姜滔, 李忠福
【申請人】山西海源陽光科技有限公司