[实用新型]一种锚杆测力装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿井巷道支护监测相关技术领域，特别是一种锚杆测力装置。

背景技术

巷道锚杆受力情况分析是巷道支护监测的重要内容。动态观测锚杆受力状态对于验证巷道支护效果、监控矿压变化规律、保障矿井安全生产等具有重大的意义。目前，国内外利用不同原理已研制了一些锚杆测力仪器。这些仪器虽然在一定程度上解决了煤矿现场矿压监测的问题，但普遍存在价格昂贵、测量精度低、抗干扰能力差、安装和维护不方便、灵活性和扩展性差等不足，限制着其在煤矿领域的进一步发展。随着技术的进步，各种基于有线网络的煤矿压力监测传感器相继出现，但有线网络系统存在如下明显不足：有线通讯方式布线复杂，劳动强度大，安装和维护不方便，维护成本高。网络结构不灵活，不适合工作面推进的动态变化要求、扩展性差。监测点相对固定，容易出现监测盲区。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术的锚杆测力装置通讯布线复杂，安装和维护不方便的技术问题，提供一种锚杆测力装置。

一种锚杆测力装置，包括：扭矩测量本体、应变采集电路、主控芯片以及无线收发器，所述扭矩测量本体与应变采集电路连接，所述应变采集电路与所述主控芯片的输入端电连接，所述主控芯片的输出端与所述无线收发器电连接。

进一步的，所述无线收发器为Zigbee无线收发器。

进一步的，所述应变采集电路包括：至少一个紧贴所述扭矩测量本体的电阻应变计，所述电阻应变计一端与参考电源电连接，另一端与所述主控芯片的输入端电连接。

进一步的，所述应变采集电路通过信号放大电路与所述主控芯片的输入端电连接。

更进一步的，所述应变采集电路为桥式应变采集电路，包括四个采用桥式结构连接的电阻应变计，以及稳压电源，且每个电阻应变计紧贴所述扭矩测量本体，所述桥式结构的电源端与所述稳压电源电连接，所述桥式结构的接地端接地，所述桥式结构的两个输出端为所述桥式应变采集电路的两个输出端，与所述信号放大电路电连接。

再进一步的，所述信号放大电路为差分放大电路，所述桥式应变采集电路的两个输出端与所述差分放大电路的两个输入端电连接。

进一步的，还包括与所述主控芯片电连接的液晶显示电路、按键电路和存储电路。

进一步的，所述扭矩测量本体为扭矩法兰。

本实用新型通过扭矩测量本体将锚杆的受力转换为应变力，并通过应变采集电路将应变力转换为相应的电信号输出到主控芯片，主控芯片通过无线收发器将分析计算的锚杆受力大小发送到上位机或者其他设备。由于采用了无线收发器，因此与上位机或者其他设备采用无线通信，大大减少了布线的复杂度，同时也提供了设备的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种锚杆测力装置的结构示意图；

图2为本实用新型应变采集电路和信号放大电路的一个例子的电路图；

图3为本实用新型一种锚杆测力装置的安装示意图；

图4所示为本实用新型一种锚杆测力装置的测站布置图；

图5所示为本实用新型一种锚杆测力装置的一个例子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型一种锚杆测力装置的结构示意图，包括：扭矩测量本体11、应变采集电路12、主控芯片13以及无线收发器14，所述扭矩测量本体11与应变采集电路12连接，所述应变采集电路12与所述主控芯片13的输入端电连接，所述主控芯片13的输出端与所述无线收发器14电连接。

本实施例的锚杆测力装置主要用于井下作业环境，由于井下作业环境非常复杂多变，如果采用有线布线，则一方面布线复杂，另一方面有可能因为井下地质环境变化导致断线等情况，导致地面无法了解井下情况，而采用了无线收发器，则无需考虑布线问题，也能很好地避免由于地质环境变化而导致断线的情况，大大地提高了锚杆受力监控的稳定性。

在其中一个实施例中，所述无线收发器14为Zigbee无线收发器。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

在其中一个实施例中，所述应变采集电路12包括：至少一个紧贴所述扭矩测量本体的电阻应变计，所述电阻应变计一端与参考电源电连接，另一端与所述主控芯片的输入端电连接。电阻应变计紧贴扭矩测量本体，则可以准确的测量扭矩测量本体的应变力，从而将应变力的变化转换为电阻的变化，通过参考电源的转换，输出对应的电信号。