[实用新型]矿用钻孔微位移测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用井下的位移测量装置，尤其是一种用于测量煤矿工作面前方微位移的测量装置。

背景技术

在井工开采的矿井中，采场周围岩体的运动及围岩中高应力区域的存在是导致煤矿发生顶板垮落、冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害的根本致因。因此，准确地监测采场围岩（主要是煤体）中应力(支承压力)的分布规律，预报高应力集中区域的位置是预防和控制煤矿重大动力灾害的前提。

矿山压力理论研究成果表明：采动后围岩（煤体）中支承压力势必导致顶底板的移近和煤体的压缩，通过监测顶底板的移近量和移近速度（煤体的压缩量和压缩速度）可以推断煤体中支承压力的高峰位置。

矿用微位移测量仪主要利用上述原理，在工作面前方煤体中布置钻孔，测量钻孔中煤体的压缩量和压缩速度，对煤体中的支承压力分布变化规律特别是压力高峰的位置进行推断和预测，为煤矿动力灾害预防控制提供基础数据，是煤矿矿压观测必选仪器之一。

目前国内外尚没有对工作面前方煤体的微位移进行测量的仪器，一直采用在巷道中预置机械百分表来测量顶底板的位移量，由于综合机械化采煤，巷道中已经不能布置这些测量点，急需采用新的测量方法和仪器，适应新型采煤工艺的需要。

实用新型内容

本实用新型的任务在于解决现有技术中用于测量煤矿工作面前方微位移的测量手段存在的技术缺陷，提供一种矿用钻孔微位移测量仪。

其技术解决方案是：

一种矿用钻孔微位移测量仪，包括外壳、安装本体、电路板和微位移测量部；上述外壳安装在安装本体的一端，微位移测量部和电路板位于外壳内，微位移测量部与电路板之间通过通信线路和电源线路连接。

上述电路板固定联接在安装本体上，其设置有用于与外部联系的电源线路和信号线路；电路板包括单片机处理电路、模拟信号检测电路、A/D转换电路和电源电路，单片机处理电路分别与模拟信号检测电路、A/D转换电路和电源电路连接。

上述微位移测量部包括平衡梁传感器和用于测量位移的弹性体，平衡梁传感器通过传感器固定块固定联接在安装本体上，弹性体的一端固定在平衡梁传感器上，另一端伸出外壳，平衡梁传感器设置有应力应变芯片，应力应变芯片与电路板电连接。

上述单片机处理电路采用MSP430F149单片机，A/D转换电路采用ADS 1231转换芯片，电源电路包括电压基准电路和稳压电路，电压基准电路采用MAX6133芯片，稳压电路采用BL8503芯片。

上述外壳是由不锈钢制成的。

本实用新型具有以下有益技术效果：

1、本测量仪安装在煤体钻孔中，不受综采工作面设备移动及行人的影响。

2、本测量仪中的平衡梁传感器上安装有弹性体，在煤体受到外力作用变形时，作用到弹性体，同时将剪力传递到平衡梁传感器，根据应力应变原理，经过电路处理，单片机可计算出平衡梁传感器上所受的力，其大小与弹性体的变形量成正比，最后换算成位移量。

3、本测量仪利用平衡梁传感器上安装有一个弹性体的特殊设计，实现将变形量向力的转换，从而达到无滑动部件实现了位移的测量。

4、本测量仪中的电路板可包括24位A/D转换芯片、16位低功耗MCU芯片、时钟芯片、大容量存储器芯片、RS485芯片，能够实现高精度的数据采集、计算、存储、及其通过RS485通信与其他设备实现数据交换。

5、可进行远程传输。配套的地面数据处理软件接收采集到的微位移数据，以列表、曲线图、报表等方式显示并分析处理。

6、本测量仪采用不锈钢外壳，结实耐用，在安装过程中，不会因为恶劣的安装、使用环境而被损坏。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作更进一步说明：

图1为本实用新型一种实施方式的外形图。

图2为图1的A-A剖示结构示意图。

图中1．平衡梁传感器，2．传感器固定块，3．安装本体，4．弹性体，5．螺柱，6．电路板，7．外壳，8．防尘橡胶圈，9．电缆锁头固定块，10．电缆锁头，11．水平段，12．倾斜段，13．转折段。

具体实施方式