[发明专利]具有记录、报警功能的顶板位移数显检测仪

说明书

技术领域

本申请涉及矿山顶板检测仪器。

背景技术

目前在矿山采掘工作面顶板检测中普遍采用机械式顶板动态仪监测顶板动态位移量。通过对某一时间段的顶板位移变化预测顶板的来压规律，以便在冒顶、来压事故发生前作出及时的预报，采取相应安全措施保证矿山安全生产。机械式顶板动态仪的构造是，包括壳体、上支杆、下支杆和机械指针表。上、下支杆在顶底板之间相对移动时，带动指针表转动，从表头上人工读出位移数。其不足之处是需要人工下井定时观测，手抄表记录，工作量大，很容易造成关键数据丢失、误报，且读数精度低，预测来压不准，属于原始的检测仪器。

发明内容

本申请的目的是针对机械式顶板动态仪的使用缺陷，提出一种具有数显、上下限报警、存储、红外通讯、计算机联网功能的顶板位移数显检测仪。

本申请的技术方案是

顶板位移数显检测仪，由上支杆、下支杆、弹簧、壳体、容栅传感器、微处理器系统电路板组成。其中微处理器系统电路板、电池盒、容栅传感器的定尺安装固定在壳体内；壳体的上端与上支杆固定在一体，壳体的下端连接有套管，套管内装有压缩弹簧，容栅传感器的动尺穿过容栅传感器的定尺和压缩弹簧后与下支杆固定在一体。初始状态容栅传感器的动尺在容栅传感器的定尺内的起始位置。上、下支杆在外力作用下发生相互位移时，容栅传感器动尺在定尺内相对移动，产生位移量值的数字信号，按固定频率传送给微处理器系统进行处理。

微处理器系统是以微处理器CPU为核心，其外围包括以下器件和电路：容栅传感器信号处理电路、LED显示器/报警器、EEPROM存储器、外部定时器、外部看门狗电路、光敏传感器和输入/输出接口。

位移数字信号处理过程是：容栅传感器发出的位移值数字信号通过容栅传感器信号处理电路放大后进入CPU。CPU运算处理后得到位移值，并判断该位移值是否超越检测仪量程和上、下限报警值。若超越量程时通过LED闪烁错误信号；若不超量程时根据判断进入报警状态和非报警状态两种子过程。报警状态下CPU全速运行，采集即时位移值送LED显示并间隔闪烁警示信号。非报警状态下CPU处于休眠状态，在外部定时器定时信号下或在外部看门狗电路动作、光敏传感器信号和红外控制信号任一唤醒条件下CPU进入运行状态。另外，外部定时器在量程内任何状态下定时强制LED显示数据并把数据存储到存储器。在微处理器系统无反应时由外部看门狗电路将其复位，保证正常运行，提高长时间工作的可靠性。

输入/输出接口是检测仪微处理器系统与外部其它系统的数据通讯口，可采用红外通讯方式或RS485接口方式。上位机系统可通过输入/输出接口控制微处理器系统并进行数据通讯。CPU检测到电池欠压信号后，通过LED显示欠压报警信号。

本申请的积极效果是：1.检测仪微处理器系统以单片微处理器为核心，功耗低，可用普通干电池供电，长时间工作。可采用多种软、硬件措施提高抗干扰能力。2.采用容珊传感器检测位移，检测精度高，并实现数字量正、负采集。3.采用LED高亮度显示器，在无光源的条件下具有极好的数据显示效果。4.采用EEPROM存储器自动定时保存数据，存储量大，数据保存时间长。5.采用红外通讯接口或RS485接口，可与上位机进行通讯，以便由上位机对数据进行处理和分析。6.可做为独立仪器单独监测、报警使用，也可结合PC机系统进行多点联网监测、报警。

总之，本申请的检测仪结构简单、检测数据准确、自动化程度高、使用方便、应用范围广。

附图说明

图1是本申请的机械结构主视图；

图2是本申请微处理器系统模块原理框图。

图例说明：1—上支杆，2—下支杆，3—弹簧，4—微处理器系统电路板，5—支架板，6—电池，7—电池盒，8—容栅传感器定尺，9—容栅传感器动尺，10—壳体，11—LED显示窗，12—套管。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本申请的工作原理和结构。