顶煤顶板运移轨迹跟踪仪制造技术

一种顶煤顶板运移轨迹跟踪仪，其外壳内装有：测量电路板，用于处理位移传感元件送出的位移信号；位移传感元件，用于测量顶煤顶板运移量，其输出接至所述测量电路板的信号输入端，该位移传感元件具有旋转轴，其旋转轴上固定传感元件转轮；绕线转轮；钢丝绳，用于连接顶煤顶板，该钢丝绳的一端固定在所述绕线转轮上并缠绕在绕线转轮上，该钢丝绳的另一端在所述传感元件转轮上缠绕后穿过外壳上的小孔，悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪外表面。本实用新型专利技术的电路结构具有体积小、功耗低、灵敏度高、易批量生产、成体低等优点，特别是其量程大，安装简便。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种深煤岩层变形位移量非接触测量的传感器，具体为煤矿顶煤顶板运移轨迹跟踪仪。
技术介绍
煤矿综放开采顶煤运移经历了裂隙的产生、张开、闭合等复杂过程，认识这一过程，掌握顶煤运移规律，对于研究顶煤体在外力作用下的变形、破坏发展过程，从而研究顶煤体的可放性、顶煤体的控制、顶煤的采出率、支架-围岩相互作用关系等都有非常重要的意义。其研究手段之一使用顶煤顶板运移轨迹跟踪仪进行观测。由于顶煤运移最大可达2000mm左右，且不可直接接触测量，观测困难，对检测仪的测量方式、安装可操作性、量程等都有苛刻的要求。以往，顶煤顶板运移观测方法是在工作面前端往顶煤顶板斜向钻取30米深左右的钻孔，往钻孔内塞入一个系有钢丝绳的爪锚，爪锚随顶煤顶板一起产生运移，通过人工定时测量钢丝绳的缩入量而得出顶煤顶板运移量。这种方法耗时耗力，且准确度不高。现有的矿用位移跟踪仪如顶板离层仪，主要用于顶板下沉量测量，测量钻孔一般垂直于顶板，钻孔孔深约10米，测量量程约400mm，不能满足顶煤顶板运移量观测的要求。
技术实现思路
为解决现有的顶煤顶板运移轨迹测量使用人工测量、耗时耗力、准确度不高，从而给研究顶煤体的可放性、顶煤体的控制、顶煤的采出率、支架-围岩相互作用关系等分析带来不便的问题，本技术提供一种无需人为测量的电学监测仪器。为此，本技术采用以下技术方案一种顶煤顶板运移轨迹跟踪仪，具有外壳，其特征在于外壳内装有测量电路板，用于处理位移传感元件送出的位移信号；位移传感元件，用于测量顶煤顶板运移量，其输出接至所述测量电路板的信号输入端，该位移传感元件具有旋转轴，其旋转轴上固定传感元件转轮；绕线转轮；钢丝绳，用于连接顶煤顶板和所述绕线转轮，该钢丝绳的一端固定在所述绕线转轮上并缠绕在绕线转轮上，该钢丝绳的另一端在所述传感元件转轮上缠绕后穿过外壳上的小孔，悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪的外表面。进一步地所述位移传感元件通过传感元件固定条垂直水平面固定于外壳的内底板上，该位移传感元件的供电和信号输出引脚与测量电路板连接。所述绕线转轮由轮壳、转轴、发条弹簧组成，该发条弹簧一端固定于绕线转轮的转轴上，另一端固定于绕线转轮内表面，绕线转轮的转轴的两端各有一片支撑片，转轴被卡在支撑片的孔中，支撑片高度大于绕线转轮半径，使得绕线转轮悬空，该支撑片由螺栓固定于3外壳的内底板上。所述钢丝绳悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪的外表面的一端经爪锚连接顶煤顶板，该爪锚用于将测量钢丝绳固定在顶煤顶板，该爪锚由空心钢筒和钢筒上的倒刺组成。本技术顶煤顶板运移轨迹跟踪仪的电路结构具有体积小、功耗低、灵敏度高、 易批量生产、成体低等优点，特别是其量程大，安装简便。附图说明图1是本技术的结构示意图的主视图；图2是本技术的结构示意图内部结构的右视图；图3是本技术的结构示意图的内部结构俯视图；图4-图6分别是本技术安装用爪锚结构示意图的主视图、俯视图、右视图。具体实施方式本技术为一种顶煤顶板运移轨迹跟踪仪，具有外壳，外壳内装有测量电路板，用于处理位移传感元件送出的位移信号；位移传感元件，用于测量顶煤顶板运移量，其输出接至所述测量电路板的信号输入端，该位移传感元件具有旋转轴，其旋转轴上固定传感元件转轮；绕线转轮；钢丝绳，用于连接顶煤顶板和所述绕线转轮，该钢丝绳的一端固定在所述绕线转轮上并缠绕在绕线转轮上，该钢丝绳的另一端在所述传感元件转轮上缠绕后穿过外壳上的小孔，悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪外表面。所述位移传感元件通过传感元件固定条垂直水平面固定于外壳的内底板上，该位移传感元件的供电和信号输出引脚与测量电路板连接。所述绕线转轮由轮壳、转轴、发条弹簧组成，该发条弹簧一端固定于绕线转轮的转轴上，另一端固定于绕线转轮内表面，绕线转轮的转轴的两端各有一片支撑片，转轴被卡在支撑片的孔中，支撑片高度大于绕线转轮半径，使得绕线转轮悬空，该支撑片由螺栓固定于外壳的内底板上。所述钢丝绳悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪的外表面的一端经爪锚连接顶煤顶板，该爪锚用于将测量钢丝绳固定在顶煤顶板，该爪锚由空心钢筒和钢筒上的倒刺组成。顶煤顶板运移轨迹跟踪仪固定于观测钻孔附近，拉伸悬挂于跟踪仪外表面的钢丝绳端头，将其与位于观测钻孔内的爪锚后端的钢丝绳连接，通电并开始工作。顶煤顶板的移动将带动钢丝绳伸长，由此导致位移传感元件感应到位移变化，测量电路通过测量位移传感元件的输出电信号变化，从而由单片机程序解算出顶煤顶板运移轨迹的位移量。以下结合附图详细说明。参见图1 图6所示本技术顶煤顶板运移轨迹跟踪仪包含绕线转轮1、钢丝绳8、位移传感元件2、传感元件转轮3，测量电路板4。位移传感元件2使用多圈线绕电位器，作为位移-电信号传感器，位移传感元件2具有旋转轴，传感元件转轮3固定在位移传感元件2的旋转轴上。位移传感元件通过传感元件固定条5垂直水平面固定于内底板11 上，多圈线绕电位器的引脚17、18、19与测量电路板4连接。测量电路板给多圈线绕电位器的引脚17、18提供一个恒压电路，多圈线绕电位器的引脚19输出电压为以位移值为变量的线性函数。测量电路板连接有数据采集插座22、电池23、电源指示灯24。缠绕在传感元件转轮3上的钢丝绳8拉动传感元件转轮转动，多圈线绕电位器阻值则相应发生变化，由此导致多圈线绕电位器的引脚19输出电压发生相应变化。 顶煤顶板运移轨迹跟踪仪内部包含两个绕线转轮1，钢丝绳8的一头固定在绕线转轮1上，绕线转轮由轮壳6、转轴7、钢丝绳8、发条弹簧9组成，绕线转轮内部有多圈发条弹簧9，发条弹簧一端固定于绕线转轮转轴7上，另一端固定于绕线转轮内表面。绕线转轮外表面绕有多圈钢丝绳8，钢丝绳的8另一端绕过传感元件转轮3并穿过外壳14上的小孔， 经由导引轴16转向90度，再穿过固定地板20上的小孔，悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪外表面。15为导引轴16的安装座。 绕线转轮1的转轴7两端各有一片支撑片10，转轴被卡在支撑片的方形孔中，支撑片高度略大于绕线转轮半径，使得绕线转轮悬空。支撑片由螺栓固定于内底板11上。所述顶煤顶板运移轨迹跟踪仪内部包含绕线转轮1、位移传感元件2，传感元件转轮3，钢丝绳8各两件，可同时测量两路位移。顶煤顶板运移轨迹跟踪仪还包含一个安装用爪锚，用于将测量钢丝绳固定在顶煤顶板一定深度的测量位置。爪锚由空心钢筒25和倒刺沈组成。装配时，绕线转轮用支撑片10固定于内底板上11，位移传感元件用传感元件固定条5固定于绕线转轮前端，并将钢丝绳绕过传感元件转轮再将钢丝绳端头12穿过绳孔悬挂于底座外表面，然后拧上外壳上盖13。本技术安装时，首先在工作面前端巷道超前一定位置，往顶煤顶板方向斜向钻取一定深度的钻孔。将一根略长于孔深的钢丝绳一端系在安装爪锚倒刺内十字上，用安装杆将爪锚推入孔内安装位置，然后将钢丝绳8露出孔外的另一端与钢丝绳端头12连接， 打开电源开关21，液晶显示屏幕27点亮并显示数值，仪器开始正常工作。本技术的测量电路板包含单片机，单片机的信号输入端连接位移传感元件和恒压电路、电压转换电路、实时时钟电路。单片机的信号输出端连接数据显示电路、串行数据输出电路和数据存储电路。单片机选用内部集成A/D转换器的CPU(C8051F500型号)，位移传感元件选本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种顶煤顶板运移轨迹跟踪仪，具有外壳，其特征在于外壳内装有：测量电路板，用于处理位移传感元件送出的位移信号；位移传感元件，用于测量顶煤顶板运移量，其输出接至所述测量电路板的信号输入端，该位移传感元件具有旋转轴，其旋转轴上固定传感元件转轮；绕线转轮；钢丝绳，用于连接顶煤顶板和所述绕线转轮，该钢丝绳的一端固定在所述绕线转轮上并缠绕在绕线转轮上，该钢丝绳的另一端在所述传感元件转轮上缠绕后穿过外壳上的小孔，悬挂于顶煤顶板运移轨迹跟踪仪的外表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦海涛，徐刚，任勇，付东波，尹希文，邓志刚，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11