一种高度测量传感器及使用高度测量传感器的液压支架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高度测量传感器，尤其涉及一种用于测量液压支架等井下设备的 高度的测量传感器及带有上述测量传感器的液压支架。
【背景技术】
[0002] 随着煤矿井下综采工作面自动化水平的不断提高，采高数据的实时、准确测量和 读取越来越重要。作为工作面控制的重要参数，其同压力数据相结合，能够及时反映顶底板 活动规律，对安全生产具有指导作用；另外，将高度数据用于煤炭生产过程监控，依据截煤 深度与高度，自动计算出矿井出煤量，具有积极的现实意义。
[0003] 现有支架高度测量的方法有:在支架顶梁、掩护梁、连杆、底座等部件上加装倾角 传感器，通过三角函数计算得出支架高度，该方法精度较低、运算量大、系统复杂、安装维护 比较困难;另外有在支架顶梁安装激光或超声波等传感器，测量顶梁到底座之间的光线或 声波反射距离，该方法对反射面、对现场光线、煤尘要求较高，可靠性较差。所以，目前，支架 高度的测量还主要是依靠人工观察工作面支架上悬吊的标尺杆完成，由于工作面煤尘、空 间等影响，给支架工工作质量造成一定影响。
[0004] 在现有技术中，CN103017705A公开了一种液压支架的高度测量系统，包括压力传 感器、控制模块、电源模块和液压软管，液压软管一端密闭连接压力传感器，另一端开口，液 压软管内盛装有液体，控制模块连接压力传感器，通过压力传感器采集压力数据换算成支 架高度;CN104364468A公开了一种液压支架的高度测量系统，包括软管水平仪，软管的端部 布置有压力传感器，借助压力传感器所检测的液柱高度连接换算出防护支撑架的绝对高 度;CN101881609A公开了一种可监测垂直位移的装置，其可用来监测液压支架的活动距离， 包括单向阀、连接管、压力应变计、数据处理器和程序计算机，当单向阀与压力应变计之间 的距离变换发生变化时，由压力应变计感知并输出，从而得出移动距离并进而得到两移动 物体之间的高度。
[0005] 但上述对比文件都没有公开具有防止软管内液体蒸发或溢出的结构，也没有公开 具有专门的补液部件。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明提出一种高度测量传感器，包括压力传感器、液体管路、 底端阀座和顶端构件，所述底端阀座包括补液单向阀，所述压力传感器安装在所述底端阀 座中；所述底端阀座通过所述液体管路与所述顶端构件连接，所述顶端构件具有节流口并 且所述顶端构件构造成具有减弱液体蒸发功能的结构。
[0007] 优选所述底端阀座还包括传感器单向阀，所述压力传感器通过所述传感器单向阀 安装在所述底端阀座中。
[0008] 优选所述顶端构件为储液腔，所述节流口设置在所述储液腔的侧壁。
[0009]优选所述顶端构件为等水平盘旋管。
[0010] 优选所述顶端构件为等幅螺旋管。
[0011] -种液压支架，其具有上述的高度测量传感器，所述底端阀座固定设置在所述液 压支架的底座上。
[0012] 本发明的底部阀座结构包括2个单向阀，便于补液和更换压力传感器，使用灵活方 便，避免了液体流失和蒸发对测量产生的影响，使其更贴近于工程应用;顶端构件可选择不 同的3种形式，适用于不同的工作场合，均可有效减小液体蒸发带来的高度误差。
【附图说明】
[0013] 附图1为安装有本发明所述高度测量传感器的液压支架的结构示意图；
[0014] 附图2为附图1中高度测量传感器的底端阀座的结构示意图；
[0015] 附图3-5为高度测量传感器中不同形式的顶端构件的结构示意图。
[0016] 附图标记如下：
[0017] 1-底端阀座;2-顶端构件;3-液体管路；10-补液单向阀；11-传感器单向阀；20-节 流口； 21-储液腔。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0019] 参见附图1，高度测量传感器安装在液压支架上，采用液体静压力的方法进行高度 的测量。
[0020] 高度测量传感器基本包括压力传感器、底端阀座、顶端构件、液体管路四部分。压 力传感器安装于底端阀座上，通过底端阀座固定在液压支架底座;底端阀座同顶端构件通 过液体管路连接，液体管路内充满液体;顶端构件为液体存储装置，并开有节流口，同外界 大气连通，构成一个整体的液体回路，通过压力传感器测量回路压力。
[0021] 参见附图2,底端阀座部分包括补液单向阀，还可以包括传感器单向阀等部件；当 液体管路内液体蒸发或意外溢出时，通过补液单向阀向管路内进行补液，待顶端构件节流 口溢出时止，确保管路内无空气;可以通过传感器单向阀安装压力传感器，当压力传感器损 坏时，可随时更换传感器，而管路内液体不会溢出。
[0022] 顶端构件部分为液体存储装置，主要作用为减弱液体蒸发对高度测量的影响。可 以有三种实现形式：参见附图3,其为储液腔形式，顶端为一定容积的空腔体，内部充满液 体，侧壁开通节流口连通大气，减缓了液体的直接蒸发;参见附图4,其为等水平盘旋管形 式，该形式下，液体管路以类似蚊香的形式在同一水平面进行盘旋布置，在液体蒸发的正常 情况下，液面高度基本不变;参见附图5,其为等幅螺旋管形式，该形式下，液体管路以类似 弹簧形式螺旋布置，相对竖直管路，在同样蒸发量情况下，具有较小的高度变化，以此减小 高度误差。
[0023] 在测量过程中，根据公式P = P*g*H，液体中某一点的压强P同该点距离液面的竖直 高度Η成正比，那么利用压力传感器测量液体下液面的压强即可测量其液面的高度。进一 步，将下液面固定于支架底座位置，将上液面固定于支架顶梁位置，那么液面高度即可表征 支架高度。
[0024]传感器的输出为标准的电压(或电流)信号，可直接接入支架电控系统模拟量检测 接口进行高度的计算和显示，计算方法：
[0025] 例如，传感器量程为0~70Kpa，输出信号为0.5~4.5VDC，则70kPa对应高度大致为 7米水柱，根据压强公式，
[0027]此处，P取1000kg/m3，g取9 · 8m/s2;压力传感器输出经CPU做模数转换，得到电压值 V，单位mv，则
[0029] Η单位为毫米，简化后，可采用如下式子计算：
[0031] 其中，V单位为mv，H单位为mm。
[0032] 测量高度Η同传感器安装高度(包括距离顶梁的高度hi和距离底座的高度h2)之和 即为液压支架实际高度值
[0033] 以上所述，仅为本发明专利较佳的【具体实施方式】，但本发明专利的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高度测量传感器，包括压力传感器、液体管路，其特征在于:还包括底端阀座和 顶端构件， 所述底端阀座包括补液单向阀，所述压力传感器安装在所述底端阀座中； 所述底端阀座通过所述液体管路与所述顶端构件连接，所述顶端构件具有节流口并且 所述顶端构件构造成具有减弱液体蒸发功能的结构。2. 如权利要求1所述的高度测量传感器，其特征在于:所述底端阀座还包括传感器单向 阀，所述压力传感器通过所述传感器单向阀安装在所述底端阀座中。3. 如权利要求1或2所述的高度测量传感器，其特征在于:所述顶端构件为储液腔，所述 节流口设置在所述储液腔的侧壁。4. 如权利要求1或2所述的高度测量传感器，其特征在于:所述顶端构件为等水平盘旋 管。5. 如权利要求1或2所述的高度测量传感器，其特征在于:所述顶端构件为等幅螺旋管。6. -种液压支架，其特征在于：其具有如权利要求1-5任一所述的高度测量传感器，所 述底端阀座固定设置在所述液压支架的底座上。
【专利摘要】一种高度测量传感器，包括压力传感器、液体管路，还包括底端阀座和顶端构件，所述底端阀座包括补液单向阀，所述压力传感器安装在所述底端阀座中；所述底端阀座通过所述液体管路与所述顶端构件连接，所述顶端构件具有节流口并且所述顶端构件构造成具有减弱液体蒸发功能的结构。本发明的底部阀座结构包括2个单向阀，便于补液和更换压力传感器，使用灵活方便，避免了液体流失和蒸发对测量产生的影响，使其更贴近于工程应用；顶端构件可选择不同的3种形式，适用于不同的工作场合，均可有效减小液体蒸发带来的高度误差。
【IPC分类】G01C5/04, E21D23/16
【公开号】CN105571564
【申请号】CN201510915641
【发明人】向虎, 魏冠伟, 张龙涛, 李艳杰, 王伟, 耿相奎, 梁凯
【申请人】北京天地玛珂电液控制系统有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月11日