一种巷道围岩变形测量系统的制作方法

专利名称:一种巷道围岩变形测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种巷道围岩变形测量系统，涉及矿井巷道支护监测技术领域，包括微处理器、信号采集处理模块、显示模块、按键模块、供电模块、上位机、半导体激光器、透镜和光敏传感器，所述微处理器分别连接信号采集处理模块、显示模块、按键模块、供电模块和上位机，所述光敏传感器与信号采集处理模块连接，所述半导体激光器和光敏传感器位于巷道同一侧，所述光敏传感器下方还设有一个透镜；本实用新型精度高，节点扩展性好、测量自动化程度高。
【专利说明】
一种巷道围岩变形测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及矿井领域，具体涉及一种巷道围岩变形测量系统。
【背景技术】
[0002]在煤矿的地下开采过程中，巷道变形是一个不容忽视的问题，其主要表现为巷道周围煤、岩体产生了移动、变形甚至破坏，当这种变形发展到一定程度时，有可能增加井下发生重大事故的几率。很显然，随时掌握巷道表面位移的情况是非常必要的。在巷道支护监测技术中，巷道表面位移的检测是一个非常重要的研究项目。这对煤炭的安全生产至关重要。
[0003]目前国内外在井下巷道表面位移的测量上，主要以人工测量为主，维护人员每隔一段时间用传统测量工具对不同地方的巷道表面位移进行测量，然后对测量数据进行简单的记录。这种检测方法测量效率和精度低，人为影响因素大，而且测量结果无法自动上传井下光纤环网，很难实现检测结果的综合分析和利用。随着技术的进步，各种自动化的巷道表面位移传感器相继出现，但精度和可靠性等方面的原因，一直制约着其在煤矿领域的推广。
[0004]为了解决矿井巷道表面位移检测中遇到的测量精度低、节点扩展性差、测量自动化程度低等问题，我们设计了一种巷道围岩变形测量系统。该装置可实时、可靠地监测井下巷道的表面位移变化情况，并对可能发生的安全事故做出提前预警。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种巷道围岩变形测量系统，精度高，节点扩展性好、测量自动化程度高。
[0006]为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现:一种巷道围岩变形测量系统，包括微处理器、信号采集处理模块、显示模块、按键模块、供电模块、上位机、半导体激光器、透镜和光敏传感器，所述微处理器分别连接信号采集处理模块、显示模块、按键模块、供电模块和上位机，所述光敏传感器与信号采集处理模块连接，所述半导体激光器和光敏传感器位于巷道同一侧，所述光敏传感器下方还设有一个透镜。
[0007]进一步地，所述光敏传感器为C⑶传感器。
[0008]进一步地，所述显示模块为液晶显示屏。
[0009 ]进一步地，所述半导体激光器包括自清洗装置。
[0010]进一步地，所述微处理器通过485总线连接上位机。
[0011]本实用新型提供了一种巷道围岩变形测量系统
[0012]本发明的有益效果在于，将激光三角测距原理应用于巷道表面位移检测领域，结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种高精度、自动化巷道表面位移检测装置，为保障煤矿安全生产提供了一种新的技术手段；由于引入了线性插值、标定、激光三角测距等软硬件设计方法，使得装置的测量精度得到极大的提高;此外监控装置还设计有总线通讯接口，解决了传统表面位移检测方法存在的测量效率低、节点扩展性差，无法实现测量结果自动上传、分析和处理的问题。
【附图说明】

[0013]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]实施例:
[0017]如图1所示，一种巷道围岩变形测量系统，包括微处理器1、信号采集处理模块2、显示模块3、按键模块4、供电模块5、上位机6、半导体激光器7、透镜8和光敏传感器9，所述微处理器I分别连接信号采集处理模块2、显示模块3、按键模块4、供电模块5和上位机6，所述光敏传感器9与信号采集处理模块2连接，所述半导体激光器7和光敏传感器9位于巷道同一侧，所述光敏传感器9下方还设有一个透镜8;所述光敏传感器9为CCD传感器;所述显示模块3为液晶显示屏;所述半导体激光器7包括自清洗装置;所述微处理器I通过485总线连接上位机6。
[0018]本装置基于激光三角测距原理设计，半导体激光器发出的光照射在巷道表面形成物光点，经透镜成像于CCD传感器的光电中心；当巷道表面发生位移变化时，物光点将沿入射光方向位移，从而引起像光点在CCD传感器上发生位移，进而引起E输出信号的变化;精确的测量像光点的位移量就可以得到巷道表面的位移量。根据煤矿巷道的特点，优化光路系统的参数，如透镜焦距、激光入射角、工作距离等，可以实现巷道表面位移的高精度测量。微处理器信号采集的原理是:当单片机接收到脉冲转换信号后，就启动定时器，开始计数，直至单片机的INTl引脚接收到COMP信号，计数停止。完成对信号的采集。数据采集结束后，可以通过485通讯端口实现与上位机的通讯。
[0019]本发明的有益效果在于，将激光三角测距原理应用于巷道表面位移检测领域，结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种高精度、自动化巷道表面位移检测装置，为保障煤矿安全生产提供了一种新的技术手段；由于引入了线性插值、标定、激光三角测距等软硬件设计方法，使得装置的测量精度得到极大的提高;此外监控装置还设计有总线通讯接口，解决了传统表面位移检测方法存在的测量效率低、节点扩展性差，无法实现测量结果自动上传、分析和处理的问题。
[0020]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种巷道围岩变形测量系统，其特征在于，包括微处理器(I)、信号采集处理模块(2)、显示模块(3)、按键模块(4)、供电模块(5)、上位机(6)、半导体激光器(7)、透镜(8)和光敏传感器(9)，所述微处理器(I)分别连接信号采集处理模块(2)、显示模块(3)、按键模块(4)、供电模块(5)和上位机(6)，所述光敏传感器(9)与信号采集处理模块(2)连接，所述半导体激光器(7)和光敏传感器(9)位于巷道同一侧，所述光敏传感器(9)下方还设有一个透镜⑶。2.如权利要求1所述的巷道围岩变形测量系统，其特征在于，所述光敏传感器(9)为CCD传感器。3.如权利要求1所述的巷道围岩变形测量系统，其特征在于，所述显示模块(3)为液晶显示屏。4.如权利要求1所述的巷道围岩变形测量系统，其特征在于，所述半导体激光器(7)包括自清洗装置。5.如权利要求1所述的巷道围岩变形测量系统，其特征在于，所述微处理器(I)通过485总线连接上位机(6)。
【文档编号】G01B11/16GK205718867SQ201620352708
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】李学哲, 宫新勇, 罗建国, 张有东, 胡兴志, 于润祥, 李孝平
【申请人】华北科技学院