一种矿用锚杆测力计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用锚杆测力计，包括电阻应变式锚杆测力传感器和二次监测仪表，电阻应变式锚杆测力传感器包括中空套杆和环形应力传感器组，中空套杆一端攻外螺纹另一端攻内螺纹，内螺纹端与锚网支护锚杆连接，外螺纹端采用螺母施加预紧力进行预紧，中空套杆内置环形应力传感器组，环形应力传感器组4包括多个均布的单体环形应力传感器并内置箔式电阻片，箔式电阻片通过导线连接；二次监测仪表具有数据处理、实时就地显示、有线传输或无线传输功能，采用螺母连接固定于锚杆下端头，将锚杆端部工作载荷数据通过工业环网上传。有效解决了电阻应变元件监测值随锚杆端部工作载荷呈线性关系变化的问题，且能实时监测传输数据。
【专利说明】
一种矿用锚杆测力计
技术领域
[0001]本实用新型属于煤系地层矿井巷道围岩动态专项中锚杆工作载荷监测的技术范畴，具体涉及一种矿用锚杆测力计。
【背景技术】
[0002]在矿井巷道围岩动态专项监测中，锚杆受力状态监测是锚网支护中的一项基本工作。对于端头锚固或加长锚固锚杆，监测目的是了解锚杆实际受力状态，判断设计预应力、初锚力及拉拔力的合理性，具体反映为锚杆工作载荷监测。当锚杆支护为端头锚固或加长锚固时，现有的锚杆端部工作载荷监测仪器按其传感器主要分为液压枕式、光纤光栅式和电阻应变式等类型，其中，液压枕式和光纤光栅式均是将油压压力盒安装在锚杆托盘和螺母之间，采用液压油压对锚杆端部工作载荷进行数据采集，不同的是，液压枕式锚杆测力计为直读式液压表，一次仪表，定时专人记录锚杆端部工作载荷，该锚杆测力计应用最为广泛，结构简单，使用方便，机械直读式液压表显示数据，不具有实时监测和数据传输功能;光纤光栅式锚杆测力计采用的光纤光栅压力传感器，由油管将油压传递到光纤光栅压力传感器从而实现对锚杆端部工作载荷监测，该传感器为全光纤无源元件，最大优点为无源传输数据，光纤光栅为光敏组件，监测精度很高，达0.0132nm/KN，该类型锚杆测力计并不适用于采煤行业。电阻式锚杆测力计的电阻应变式传感器结构主要为拉压式弹性元件，电阻应变元件安装在拉压式弹性元件最大主应变方向，该弹性元件是电阻应变式传感器中受力变形的敏感部件，采用拉压式弹性元件对锚杆端部工作载荷进行数据采集并通过电阻应变元件转换为电信号，其缺点为:当拉压式弹性元件受到拉力作用时，横截面面积减少;受到压缩时，横截面面积增大，其电阻应变元件监测值与锚杆端部工作载荷不呈线性关系。针对锚杆测力计这一现状，发明一种电阻应变元件监测值与锚杆端部工作载荷呈线性关系，且能实时监测传输数据的电阻式锚杆测力计显得十分必要。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的旨在提供一种使电阻应变元件监测值与锚杆端部工作载荷呈线性关系且能实时监测传输数据的矿用锚杆测力计。
[0004]为达上述目的，本实用新型采用如下解决方案:一种矿用锚杆测力计，包括电阻应变式锚杆测力传感器和二次监测仪表，其特征在于:电阻应变式锚杆测力传感器包括中空套杆和环形应力传感器组，中空套杆材料与锚网支护锚杆材料相同，长度不小于锚网支护锚杆设计长度的1/4，中空套杆一端攻外螺纹另一端攻内螺纹，内螺纹端与锚网支护锚杆连接，外螺纹端采用螺母施加预紧力进行预紧，中空套杆内置环形应力传感器组，环形应力传感器组4包括多个均布的单体环形应力传感器并内置箔式电阻片，箔式电阻片通过导线连接;二次监测仪表具有数据处理、实时就地显示、有线传输或无线传输功能，采用螺母连接固定于锚杆下端头，将锚杆端部工作载荷数据通过工业环网上传。
[0005]与现有的锚杆测力计相比较，本实用新型具有以下优点:
[0006]1、本实用新型一种矿用锚杆测力计，采用电阻应变式锚杆测力传感器，其包括中空套杆、环形应力传感器组、单体环形应力传感器、箔式电阻片和箔式电阻片导线等部件，中空套杆与锚网支护锚杆采用螺纹连接，中空套杆内置环形应力传感器组，以解决电阻应变元件监测值随锚杆端部工作载荷呈线性关系变化的问题；
[0007]2、本实用新型一种矿用锚杆测力计，电阻应变式锚杆测力传感器中的箔式电阻片导线布置于中空导管中，二次监测仪表采用螺母连接固定于锚杆下端头，整个锚杆测力计导线不外露，设计布局更合理，且能解决实时监测传输数据的问题；
[0008]3、本实用新型一种矿用锚杆测力计，广泛用于煤系地层矿井巷道围岩动态专项监测，以及隧道、地下工程建筑物和构筑物围岩动态监测等方面。
【附图说明】
[0009]图1、本实用新型矿用锚杆测力计结构示意图。
[0010]图2、电阻应变式锚杆测力传感器结构示意图。
[0011 ]图中:I一电阻应变式锚杆测力传感器2—二次监测仪表 3—中空套杆
[0012]4一环形应力传感器组5—单体环形应力传感器6—箔式电阻片
[0013]7—箔式电阻片导线8—螺母9 一销网支护锚杆。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0015]实施例1:
[0016]某矿3#煤层3102工作面运输顺槽，净宽4.6m，净高4.7m，最大高度5.2m，平均盖山厚度232m，煤柱宽度15m，在运输顺槽开口 170m处安装I组本实用新型矿用锚杆测力计，顶板2个，两帮各I个，共计4个。本实用新型一种矿用锚杆测力计，由电阻应变式锚杆测力传感器I和二次监测仪表2组成，电阻应变式锚杆测力传感器I包括中空套杆3、环形应力传感器组
4、单体环形应力传感器5、箔式电阻片6、箔式电阻片导线7和螺母8等部件，中空套杆3材料25MnSi，直径20mm，长度40mm，中空套杆3—端攻外螺纹另一端攻内螺纹，内螺纹端与锚网支护锚杆9连接，外螺纹端采用螺母8施加预紧力进行预紧，中空套杆3内置环形应力传感器组4，该环形应力传感器组4包括15个均布的单体环形应力传感器5并内置箔式电阻片6，二次监测仪表2具有数据处理、实时就地显示功能，采用RS485接口有线传输。
[0017]井下监测效果良好，矿用锚杆测力计的监测值随锚杆端部工作载荷呈线性关系，且能对锚杆端部工作载荷数据进行实时监测并传输。
[0018]实施例2:
[0019]某矿15#煤层15109工作面运输顺槽，净宽5.0m，净高5.0m，锚杆间排距1500 X1500mm，没有锚索，平均盖山厚度347m，煤柱宽度20m，在运输顺槽掘进头处安装I组本实用新型矿用锚杆测力计，中空套杆3直径22mm，长度45mm，二次监测仪表2无线通信，ZigBee通信协议，井下监测效果良好，矿用锚杆测力计的监测值随锚杆端部工作载荷呈线性关系，且能对锚杆端部工作载荷数据进行实时监测并传输。其它同实施例1。
【主权项】
1.一种矿用锚杆测力计，包括电阻应变式锚杆测力传感器和二次监测仪表，其特征在 于:电阻应变式锚杆测力传感器包括中空套杆和环形应力传感器组，中空套杆材料与锚网 支护锚杆材料相同，长度不小于锚网支护锚杆设计长度的1/4,中空套杆一端攻外螺纹另一 端攻内螺纹，内螺纹端与锚网支护锚杆连接，外螺纹端采用螺母施加预紧力进行预紧，中空 套杆内置环形应力传感器组，环形应力传感器组(4)包括多个均布的单体环形应力传感器 并内置箱式电阻片，箱式电阻片通过导线连接;二次监测仪表具有数据处理、实时就地显 示、有线传输或无线传输功能，采用螺母连接固定于锚杆下端头，将锚杆端部工作载荷数据 通过工业环网上传。
【文档编号】G01L1/22GK205593681SQ201620369490
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】何小刚, 王东, 殷长虎, 姜滔, 李忠福
【申请人】山西海源阳光科技有限公司