专利名称：顶板位移监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿用安全设备，尤其是涉及一种矿用顶板位移监测仪。
二背景技术：
我国虽是煤炭大国，但人均占有资源相对贫乏，随着国民经济的发展，对煤炭的需 求越来越大。而近几年来安全事故不断，给国民生产和人民财产造成了损失。煤矿安全事故 主要来源之一是对于顶板运动规律的认识及预测预报不准确造成，大部分煤矿对顶板的监 测还停留在用机械顶板离层仪检测顶板离层的阶段，采用人工记录顶板的位移状况，数据 观测不方便，记录随意性大。不能对顶板离层实时观测、对顶板运动规律进行分板和预测。
三、发明内容针对以上问题，本实用新型提供一种对煤矿顶板离层状态进行监测，具有顶板位 移状态的实时显示、记录、传输、报警功能的矿用顶板位移监测仪。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种顶板位移监测仪，包括壳体，所述的壳体内设有机械部分和电子部分，所述的 机械部分包括固定在壳体上的线轮，线轮上设有拉紧复位用卷簧，线轮上固定并缠绕有钢 丝绳，钢丝绳的另一端绕出壳体并固定连接锚固器；所述的电子部分包括电源、单片机，与单片机顺次连接有转换电路、信号放大电路 以及电位器，电位器通过转轴连接线轮，单片机连接有信号处理电路、显示电路，单片机经 信号传输部分连接上位机；所述的壳体的侧面设有显示板。上述的顶板位移监测仪，所述的壳体内机械部分与电子部分间设有防水隔板。所 述防水隔板将壳体分为上下两腔，机械部分位于壳体下腔、电子部分位于壳体上腔。上述的顶板位移监测仪，所述的钢丝绳为两根，两根钢丝绳的一端固定缠绕在线 轮上，另一端绕出壳体后分别固定连接在两个锚固器上。上述的顶板位移监测仪，壳体外设有连线器，壳外钢丝绳经连线器后固定连接锚 固器。锚固器固定在顶板上，当顶板发生位移时锚固器与顶板同步运动，锚固器带动钢 丝绳运动，钢丝绳拉动线轮转动，线轮通过电位器转轴带动电位器转动，从而将机械信号变 为电信号，电信号经放大转换、传送给控制电路。由于能通过煤矿用本安型传输分站挂接到矿山压力位移监测系统上，不但能实 时监测煤矿顶板的活动状态，在顶板位移超出设定报警值时发出报警信号，还能通过矿山 压力位移监测系统上传至地面调度室，结合顶板压力等信号进行井下环境的实时监测及预 警。并以图形、仿真、文字、报表等多种方式来体现煤矿开采过程中上覆岩层的运动过程，从 而对开采区的安全开采进行可视化的分析、决策。四
图1为本实用新型连接示意图；图2为壳体剖面结构示意图；图3为电路结构连接示意图。
五具体实施方式
下述未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。如图1、2所示，一种顶板位移监测仪，包括壳体5，壳体5内设有防水隔板13，所述 隔板13将壳体5分为上、下两腔，其中至少上腔为密封腔且其内设有电子部分，以保证了 电子部分的防水要求；壳体下腔设有机械部分，所述的机械部分包括装在壳体内部的线轮 10 ；线轮10上设有拉紧复位用卷簧9 ；线轮10、卷簧9通过两端的固定板11固定在壳体5 的底部，所述线轮10上固定并缠绕有两股钢丝绳2，钢丝绳2的另一端绕出壳体5，并通过 设于壳体5上端的连线器3固定连接有两个锚固器1，即一股钢丝绳连接有一个锚固器。所述的电子部分包括线路主板8，线路主板上设有电源和单片机，与单片机顺次连 接有A/D转换电路、信号放大电路以及电位器7，所述的电位器7位于壳体5上腔且通过转 轴连接线轮10，线轮10转动时带动电位器7转动，将机械运动转换为电信号，电信号经放 大、转换传输给单片机。此外，与单片机还连接有信号处理电路和显示电路，单片机经信号传输部分连接 分站、主站、上位机；显示电路——显示板12位于壳体一侧；壳体5的左、右端各有一个用于 电源的输入和信号的通讯的航空插头；电源分别为信号放大电路、A/D转换电路、信号处理 电路、显示电路、信号传输电路、单片机提供电源。此监测仪可实现四位LED显示和两个位 移点进行监视。图3为本实用新型的电路原理框图，本实用新型可通过煤矿用本安传输分站挂接 到矿山压力位移监测系统上，进行实时数据传输。使用时，本实用新型安装在煤矿井下，先用风钻在顶板上打孔，用安装杆将两锚固 器1分别推至钻孔上端，通过线捆6提供钢丝绳2，轻拉一下钢丝绳2确认锚固器1已锚住， 通过监测仪上部的两个连线器3将监测仪线轮10上的两段钢丝绳2分别拽出1. 5米左右 后，与锚固好的两截钢丝绳连接，然后将顶杆上部的锚固器1推到钻孔中预定监测位置，此 时的卷簧9应处于受力状态。通常与顶板锚杆上端处于同一高度，轻拉一下仪表，确认锚固 器1已锚固。监测仪通过的锚固器1固定在顶板上，顶板位移使锚固器1与壳体5之间的 距离产生变化，距离的变化通过钢丝绳带动线轮10及电位器转动，使电位器的阻值发生变 化，变化的信号经放大和A/D转换后，再经过单片机运算处理后，在数码管显示当前顶板两 个基点的位移值，同时对当前位移值进行贮存及上传。
权利要求一种顶板位移监测仪，其特征在于包括壳体，所述的壳体内设有机械部分和电子部分，所述的机械部分包括固定在壳体上的线轮，线轮上设有拉紧复位用卷簧，线轮上固定并缠绕有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕出壳体并固定连接锚固器；所述的电子部分包括电源、单片机，与单片机顺次连接有转换电路、信号放大电路以及电位器，电位器通过转轴连接线轮，单片机连接有信号处理电路，单片机经信号传输部分连接上位机。
2.根据权利要求1所述的顶板位移监测仪，其特征在于所述的壳体内机械部分与电 子部分间设有防水隔板。
3.根据权利要求1所述的顶板位移监测仪，其特征在于所述的钢丝绳为两根，两根钢 丝绳的一端固定缠绕在线轮上，另一端绕出壳体后分别固定连接在两个锚固器上。
4.根据权利要求1或3所述的顶板位移监测仪，其特征在于壳体外设有连线器，壳外 钢丝绳经连线器后固定连接锚固器。
5.根据权利要求2所述的顶板位移监测仪，其特征在于所述防水隔板将壳体分为上 下两腔，机械部分位于壳体下腔、电子部分位于壳体上腔。
6.根据权利要求1所述的顶板位移监测仪，其特征在于所述的壳体的侧面设有显示板。
专利摘要本实用新型公开了一种顶板位移监测仪，其特征在于包括壳体，所述的壳体内设有机械部分和电子部分，所述的机械部分包括固定在壳体上的线轮，线轮上设有拉紧复位用卷簧，线轮上固定并缠绕有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕出壳体并固定连接锚固器；所述的电子部分包括电源、单片机，与单片机顺次连接有转换电路、信号放大电路以及电位器，电位器通过转轴连接线轮，单片机连接有信号处理电路，单片机经信号传输部分连接上位机。本实用新型和现有技术相比，具有顶板位移状态的实时显示、记录、传输、报警等功能。
文档编号G01B7/02GK201628537SQ20102012668
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者常国昕, 欧元庆, 汤建泉, 谭波 申请人:山东科大中天电子有限公司