[实用新型]顶板离层监测变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测仪器，特别是涉及一种应用于煤矿巷道顶板、金属矿山、隧道工程的围岩支护与加固工程支护设计、安全监测、机理研究的离层监测变送器，属于地下施工安全监测技术领域。

背景技术

随着构建和谐社会与科学发展观理念的深入人心，人们对安全工作的意识不断加强，特别是工程施工中的安全尤其不能有一丝一毫懈怠，比如煤矿巷道、金属矿山、隧道工程等施工现场，一旦发生坍塌，后果之严重，影响之恶劣是可想而知的。近年来，中国安全施工监理职能部门十分重视，从思想上、组织上、措施上都做了很多工作，尽可能最大限度地降低工程施工中的安全事故，各施工单位也采取了很多办法，在克服施工安全方面取得了明显效果。现有技术中，采用锚杆支护设计在煤矿巷道支护、边坡治理、地下工程中得到广泛的应用，取得了巨大的社会和经济效益。由于岩土工程的失稳破坏，都是从渐变到突变的发展过程，单凭人们的直觉和肉眼是难以发现的，因此，研究开发一种可随时监测巷道顶板离层值的大小，对于研究锚杆在上述工程中的作用机理，评价工程的安全可靠性和支护设计的合理性具有非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供了一种具有测量精度高、可随时监测巷道顶板离层值的大小、安装方便的顶板离层监测变送器。

顶板离层监测变送器主要用来监测煤矿巷道顶板的位移变化的大小，具有预警报警功能，也可用于其它金属矿山或隧道工程的围岩离层监测。巷道顶板离层监测变送器将巷道顶板的直线移动变为可以测量的旋转运动，然后测量旋转电位器或角度位移传感器变化量，确定巷道顶板离层值的大小。

本实用新型的顶板离层监测变送器，包括箱体，所述箱体中部左右对称设置左齿条及右齿条，所述左齿条左边设左固定铁，所述左固定铁上设置左支承铁，所述左支承铁上固定左电位器及左齿轮，左齿轮和左电位器能够做同步转动，所述左固定铁上设左卷簧，所述左齿条的上面设左锚头，所述左锚头上连接左钢丝绳，所述左钢丝绳穿过导向筒与左齿条固定为单向移动的整体，所述左齿轮与所述左齿条相啮合，安装时，在巷道顶层，左锚头将左钢丝绳固定在钻孔的预定位置，所述右齿条的右边设右固定铁，所述右固定铁上设置右支承铁，所述右支承铁上固定右电位器及右齿轮，右齿轮和右电位器能够做同步转动，所述右固定铁上还设有右卷簧，所述右齿条上面设有右锚头，所述右锚头连接右钢丝绳，所述右钢丝绳穿过导向筒与右齿条固定为一体，所述右齿轮与所述右齿条相啮合，所述箱体的右侧设有控制电路，所述控制电路包括微处理器，所述微处理器分别与一数据存储器、数/模转换模块相连接，所述数/模转换模块与所述左电位器、右电位器相连接，所述微处理器还与一输出显示接口相连接，所述微处理器还通过一485芯片与远端监测站相通讯连接，所述微处理器、数/模转换模块、数据存储器通过宽电压DC/DC供电模块连接，所述宽电压DC/DC供电模块还通过基准电压模块与所述左电位器、右电位器连接。宽电压DC/DC模块把外部直流电压降低5V给微处理器、数据存储器、485芯片、数/模转换模块、基准电压模块供电，电位器的模拟信号输入数/模转换模块中，微处理器读取数/模转换模块的转换结果并处理转换数据，当远端的显示设备通过输出显示接口连接到控制电路时，经过微处理器处理后的数据将显示在显示设备上，监测技术人员能够根据显示数据计算位移变送器的系数，获得位移数据。

顶板围岩发生变性时，左锚头和左钢丝绳固定左齿条不动，箱体上下直线移动带动左齿轮的旋转运动，引起左电位器电阻变化；同理，当顶板围岩发生变性时，右锚头和右钢丝绳固定右齿条不动，箱体上下直线移动带动右齿轮旋转运动，引起右电位器的电阻变化。左、右电位器电阻的变化通过数/模转换模块传送给微处理器，微处理器经过一系列处理后将数据存储在数据存储器中，并在数据存储器进行比较得出差值，然后除以标定系数，得到一个工程数据，然后将此数据发送到监测分站中，以供技术人员分析处理。

本实用新型的顶板离层监测变送器相对于现有技术具有如下优点：

1、本实用新型采用RS485协议进行数据传输，使得传输距离远，通用性强，互换性高，对岩土工程这个特殊环境的施工安全监测具有特殊效果。

2、本实用新型采用微处理器做为核心电路，通过快速地数据处理和分析，确保了监测的精确度，最大限度地降低了误差，为预防安全事故打下了坚实的基础。

3、本实用新型采用微处理器做为核心电路，使得监测手段智能化、监测结果数字化，大大提高了安全施工的可靠性。