专利名称：顶板离层监测变送器的制作方法
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 �。热缑嚎笙锏�、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�。杂谘芯棵嗽谏� 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�。哂性ぞňδ埽部捎糜谄渌鹗艨笊交蛩淼拦こ痰奈а� 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巻簧，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巻簧，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�？橄嗔樱鍪�/'模转换�？橛胨鲎蟮缥黄�、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�？�、数据存储器通过宽电压DC/DC供电�？榱樱隹淼� 压DC/DC供电�？榛雇ü嫉缪鼓？橛胨鲎蟮缥黄�、右电位器 连接。宽电压DC/DC�？榘淹獠恐绷鞯缪菇档�5V给微处理器、数据 存储器、485芯片、数/模转换�？椤⒒嫉缪鼓？楣┑纾缥黄鞯哪� 拟信号输入数/模转换�？橹校⒋砥鞫寥∈�/模转换�？榈淖唤� 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�？榇透⒋砥鳎⒋砥骶� 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。
4、 本实用新型结构简单，安装便捷。
图1为本实用新型的顶板离层监测变送器结构示意图2为本实用新型的顶板离层监测变送器电路连接示意图。
具体实施方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本实用新型的技术方 案，现结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步说明
本实用新型的顶板离层监测变送器，包括箱体6，箱体6中部左 右对称设置左齿条12及右齿条13，左齿条12左边设左固定铁7，左 固定铁7上设置左支承铁11，左支承铁11上固定左电位器10及左 齿轮8，左固定铁7上设左巻簧9，左齿条12的上面设有左锚头1， 左锚头1上连接左钢丝绳2，左钢丝绳2穿过导向筒5与左齿条12 固定为一体，左齿轮8与左齿条12相啮合，右齿条13右边设右固定 铁16,右固定铁16上设置右支承铁18，右支承铁18上固定右电位 器17及右齿轮14，右固定铁18上还设有右巻簧15，右齿条13上面 设有右锚头3，右锚头3连接右钢丝绳4，右钢丝绳4穿过导向筒5 与右齿条13固定为一体，右齿轮14与所述右齿条13相啮合，箱体
6右侧设有控制电路19，控制电路19包括微处理器19. 1，微处理器 19. 1分别与数据存储器19. 2、数/模转换模块19. 3相连接，数/模转 换�？�19. 3与左电位器10、右电位器17相连接，微处理器19. 1还 与输出显示接口 19. 6相连接并通过485芯片19. 7与远端监测站通讯 连接，微处理器19. 1、数/模转换�？�19. 3、数据存储器19. 2与宽 电压DC/DC供电�？�19. 4连接，宽电压DC/DC供电模块19. 4通过基 准电压�？�19.5与左电位器10、右电位器17连接。
具体工作过程以监测煤矿巷道顶板为例，首先在煤矿巷道顶板 分别打一个较深的和较浅的孔，将带有左钢丝绳2的左锚头1安装在 钻孔较深的预定位置，将带有右钢丝绳4的右锚头3安装在钻孔较浅 的预定位置，然后将本实用新型的箱体通过钻孔固定，将左钢丝绳2 和左齿条1固定为单方向移动的整体，将右钢丝绳4和右齿条3固定 为单方向移动的整体，远端连接校准仪，校准仪预热规定时间后，给 本实用新型发送系数和校零指令，校准仪得到正确信息后，断开校准 仪，然后本实用新型与监控站连接，进行巷道顶板的监测，当巷道顶 板围岩发生变性时，左锚头1和左钢丝绳2固定左齿条12不动，箱 体上下直线移动带动左齿轮8的旋转运动，引起左电位器10电阻变 化；同理，当顶板围岩发生变性时，右锚头3和右钢丝绳4固定右齿 条不动，箱体上下直线移动带动右齿轮14旋转运动，引起右电位器 17的电阻变化，左电位器10、右电位器17电阻的变化通过数/模转 换模块19.3传送给微处理器19.1，微处理器19.1经过一系列处理后 将数据存储在数据存储器19.2中，并在数据存储器19.2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。本新型安装简单，监测准确， 效果明显，为煤矿巷道顶板、金属矿山、隧道的施工安全起到了监测 作用。
权利要求1、一种顶板离层监测变送器，包括箱体(6)，所述箱体(6)中部左右对称设置左齿条(12)及右齿条(13)，所述左齿条(12)左边设左固定铁(7)，所述左固定铁(7)上设置左支承铁(11)，所述左支承铁(11)上固定左电位器(10)及左齿轮(8)，所述左固定铁(7)上设左卷簧(9)，所述左齿条(12)的上面设有左锚头(1)，所述左锚头(1)上连接左钢丝绳(2)，所述左钢丝绳(2)穿过导向筒(5)与左齿条(12)固定为一体，所述左齿轮(8)与所述左齿条(12)相啮合，所述右齿条(13)右边设右固定铁(16)，所述右固定铁(16)上设置右支承铁(18)，所述右支承铁(18)上固定右电位器(17)及右齿轮(14)，所述右固定铁(18)上还设有右卷簧(15)，所述右齿条(13)上面设有右锚头(3)，所述右锚头(3)连接右钢丝绳(4)，所述右钢丝绳(4)穿过导向筒(5)与右齿条(13)固定为一体，所述右齿轮(14)与所述右齿条(13)相啮合，其特征在于，所述箱体(6)右侧设有控制电路(19)，所述控制电路(19)包括微处理器(19.1)，所述微处理器(19.1)分别与数据存储器(19.2)、数/模转换�？�(19.3)相连接，所述数/模转换�？�(19.3)与所述左电位器(10)、右电位器(17)相连接，所述微处理器(19.1)还与输出显示接口(19.6)相连接并通过485芯片(19.7)与远端监测站通讯连接，所述微处理器(19.1)、数/模转换�？�(19.3)、数据存储器(19.2)与宽电压DC/DC供电�？�(19.4)连接，所述宽电压DC/DC供电�？�(19.4)通过基准电压�？�(19.5)与所述左电位器(10)、右电位器(17)连接。
专利摘要一种顶板离层监测变送器，包括箱体内的左、右电位器及机械结构，箱体右侧设包括微处理器、数据存储器、数/模转换模块、宽电压DC/DC供电�？椤�485芯片的控制电路，左、右电位器与箱体内部的机械结构、箱体右侧的控制电路相连接，微处理器与输出显示接口连接并通过485芯片与远端监测站通讯连接，微处理器、数/模转换�？�、数据存储器通过宽电压DC/DC供电�？楣┑纾淼缪笵C/DC供电模块通过基准电压�？橛胱�、右电位器连接，左、右电位器的模拟信号传输到数/模转换�？橹校⒋砥鞫寥〔⒋硎�/模转换模块数据，经过处理的数据通过通信协议传送到远端监测站。本实用新型具有报警功能，使巷道顶板离层情况得以及时察觉。
文档编号G01B7/16GK201176855SQ20082011049
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者吴志刚 申请人:吴志刚;鞠文君
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
