专利名称：单体液压支柱密封质量检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤矿用单体液压支柱密封质量检测仪。
单体液压支柱在煤矿支护设备中占有重要地位，其质量的好坏直接影响安全生产。煤炭总公司规定的支柱“出厂试验和维修质量标准”中第四项“支柱密封试验”规定高压密封为安全阀关闭压力下保压二分钟不渗漏；低压密封为20公斤·力／厘米2压力下保压二分钟不降压。达到上述指标的支柱为密封质量合格的支柱。目前多数煤矿检测单体液压支柱密封质量采用检测支柱保压性能的办法，即用注液枪将单体液压支柱支撑在检测架子上，四小时后观察单体液压支柱是否还有支撑力，如果有支撑力，说明其不漏液，即该单体液压支柱密封质量合格。这种检测方法需用时间长，且没有一个定量的数据说明单体液压支柱密封质量。
本实用新型的目的在于设计一种精度高、能快速检测并用数据定量说明单体液压支柱密封性能的检测仪。
本实用新型的特征是由双线圈自激型钢弦激发器［1］、多路模拟开关［2］、单片微型计算机［3］构成。其连接关系为双线圈钢弦激发器［1］的信号输出端与多路模拟开关［2］的输入端连接，多路模拟开关［2］的输出信号端［OUT］经过放大器［F］连接到单片微型计算机［3］的［TO］端，多路模拟开关［2］的地址输入端［S0］、［S1］、［S2］、［S3］分别连接到单片微型计算机［3］的［P1.0］、［P1.1］、［P1.2］、［P1.3］端。
本实用新型的优点是，检测速度快，精度高，是一种能在较短时间内检测出单体液压支柱是否漏液的仪器。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的原理方框图。
图1中［1］是十五个双线圈自激型钢弦激发器［J0～J14］，［2］是多路模拟开关，［3］是单片微型计算机，［4］是十五个钢弦式压力传感器［Y0～Y14］，［5］为微型计算机，［F］是放大器。
图2是
图1中十五个双线圈自激型钢弦激发器［1］内激发器［J0］的电路图，激发器［J1～J14］的电路图与［J0］是一样的，故不再画出。图2还示出钢弦传感器［Y0］与激发器［J0］的实际连线。
图3是
图1中多路模拟开关［2］及放大器［F］的电路图。
图4是
图1中单片微型计算机［3］及其外围电路的电路图，还示出微型计算机［5］与单片机［3］的实际连线。
钢弦传感器［4］及微型计算机［5］是本实用新型的配套组成部分，故未画出电路图。
参照
图1，本实用新型由双线圈自激型钢弦激发器［1］、多路模拟开关［2］、单片微型计算机［3］组成。双线圈自激型钢弦激发器［1］采用专利“钢弦式电脑检测仪”(专利号87212712.5)中的双线圈自激型钢弦激发器，多路模拟开关［2］可采用型号为74HC4067的多路模拟开关，单片微型机［3］可采用80C31，放大器［F］可采用LM358集成电路。该实用新型与弦式压力传感器［4］、微型计算机［5］配套使用。弦式压力传感器［4］采用GH系列压力传感器，微型计算机［5］可采用HX－20型计算机。
双线圈自激型钢弦激发器［J0］的电路图如图2所示。放大器［IC21］与［R21］、［C21］、［C22］、［C23］、［R22］组成前置放大级，［C24］、［R23］、［R24］、［R25］、［BG22］、［R26］、［C25］组成激发脉冲形成级。放大器［IC21］是差动输入的集成音频功率放大器，可选用LA4140。［BG21］是限幅二极管。三极管［BG23］静态工作点设置在饱和区，由其集电极阻容偶合输出激发脉冲。由激发脉冲输出端［21］及［23］输出的激发脉冲送给钢弦传感器［Y0］内激发线圈的两端［Q1］及［Q3］，钢弦传感器［Y0］内感应线圈两端［G2］及［G4］输出的感应信号送至［22］及［24］端。钡缏吠ǖ绾螅し⑵骷し⒏窒椅榷ㄕ穸有藕攀涑龆耍跭0］输出的频率信号送至图3多路模拟开关［2］的输入端［I0］，同理，激发器［J1～J14］的频率信号输出端［K1～K14］分别送到多路模拟开关［2］的输入端［I1～I14］。
多路模拟开关［2］及信号放大器［F］的电路图如图3所示。多路模拟开关［2］的输入端是［I0～I14］，公共输出端是［OUT］，每一时刻只有一路导通，由［S0～S3］的状态决定那一路模拟开关导通。当［S3～S0］状态为0000B时，只有I0与［OUT］接通，依此类推，当［S3～S0］状态为1110B时，只有［I14］与［OUT］接通。现以［S3～S0］的状态为0000B为例，说明频率信号的放大过程。此时，由图2中［K0］端输出的频率信号经［I0］输入、［OUT］输出至放大电路。首先经过由［C31］、［C32］、［R31］组成的低通滤波器，然后经过［C33］耦合后，送至［IC31］、［R33］、［R34］、［R35］组成的放大器进行放大。放大后的信号经过整形电路［IC31］整形后，由输出端［31］输出到图4中单片机［3］的［T0］端。
单片微型计算机［3］及其外围电路的电路图如图4所示。主要由单片机［3］、地址锁存器［IC41］、程序存贮器［IC42］、电平转换器［IC43］和［IC44］所组成。单片机［3］可选用80C31，地址锁存器［IC41］可选用74HC373，程序存贮器［IC42］可选用27C16，电平转换器［IC43］和［IC44］可分别选用MC1488和MC1489。单片机［3］的［P1.0～P1.3］输出模拟开关的地址传送到图3中多路模拟开关［2］的［S0～S3］，［T0］端输入钢弦频率信号，单片机［3］的总线口［P0］与地址锁存器［IC41］的输入口［D］相连，锁存器的输出口［Q］连到程序存贮器［IC42］的低8位地址输入口［IL］，［P2］口的低3位P2.0～P2.2连到高3位地址输入口［IH］，［IC42］的输出口［0］与总线口［P0］相连。地址锁存信号输出端［ALE］与锁存控制输入端［G］相连，选通信号输出端［PSEN］与输出允许端［OE］相连。单片机［3］通过执行程序存贮器［IC42］中的程序，由［P1.0～P1.3］输出模拟开关地址，由［T0］端输入相应激发器放大后的频率信号进行周期测量，测量完毕，由串行输出端［TXD］输出的测量结果经电平变换器［IC43］电平变换后，送到微型计算机［5］的串行接收端［53］。微型计算机［5］由其串行发送端［52］发送的指令，经电平变换器［IC44］电平变换后送至单片机［3］的串行接收端［RXD］，单片机［3］接受后分析、处理。单片机［3］与微型机［5］之间进行双向通讯，实现微型机［5］向单片机［3］发指令，单片机［3］向微型机［5］发测量数据功能。
现对本实用新型的工作过程及实施作进一步说明。本实用新型检测单体液压支柱密封质量也是用检测支柱保压性能的办法来判断是否漏液，进而说明其密封质量的。本实用新型配十五个压力传感器，一批可检测十五根支柱，检测一遍只用十五秒钟，最快可在十分钟内检测完一批支柱。本实用新型配用高精度压力传感器，压力变化十牛顿即能可靠检测出。本实用新型用定量数据来说明支柱密封质量，因此本实用新型是一种精度高，并能快速检测单体液压支柱性能的检测仪。使用时将十五个弦式压力传感器［Y0～Y14］分散固定在检测架子上，在每个压力传感器下面支撑起一根单体液压支柱，十五个压力传感器［Y0～Y14］的电缆插头分别插到十五个双线圈自激型钢弦激发器［J0～J14］的插座上，十五个双线圈自激型钢弦激发器［J0～J14］的信号输出端［K0～K14］分别接到多路模拟开关［2］的输入端［I0～I14］，多路模拟开关［2］的输出信号端［OUT］经过放大器［F］连接到单片微型计算机的［TO］端，多路模拟开关［2］的地址输入端［S0］、［S1］、［S2］、［S3］分别连接到单片机［3］的［P1.0］、［P1.1］、［P1.2］、［P1.3］端，单片机［3］通过RS－232C接口与微型计算机［5］连接。
当电源接通后，［1］中双线圈自激型钢弦激发器［J0～J14］开始工作，激发［4］中压力传感器［Y0～Y14］的钢弦振动，并由输出端［K0～K14］输出与钢弦振动同频率的电压信号。压力传感器中钢弦振动的频率正比于其所受压力的大小，其所受压力大，即单体液压支柱支撑力大，则压力传感器中钢弦振动频率高，反之则低。因此，支柱支撑力的大小可由压力传感器中钢弦振动频率计算得出。单片机［3］根据微型机［5］所给的指令，发送地址码给多路模拟开关［2］，在发送第一个地址码OOH时，使［K0］端输出的信号在多路模拟开关的［OUT］端输出，经［F］放大，送单片机［3］的［T0］端，同时单片机［3］检测该信号的周期并送给微型计算机［5］；单片机［3］再送第二个地址码O1H给多路模拟开关［2］使［K1］端输出的信号在多路模拟开关的［OUT］端输出，经过［F］放大，送单片机［3］的［T0］端，同时单片机［3］检测该信号的周期并送给微型机［5］；以此方式，单片机［3］共送十五个地址码给多路模拟开关［2］，送十五个周期值给微型机［5］，微型机［5］接收到十五个压力传感器的周期值后，计算、打印出各支柱支撑力数值。经过一段时间(可定5～10分钟)，微型机［5］发出第二次检测指令，第二次检测、计算并打印出各支柱的支撑力数值。再经过一段时间(5～10分钟)，微型机［5］发出第三次指令，检测、计算并打印出第三次各单体液压支柱的支撑力数值。若某支柱三次支撑力数值均相同，则该支柱是不漏液的，即密封质量合格。反之，若某支柱三次支撑力数值一次比一次减少，则该支柱漏液，密封质量不合格。
权利要求1.一种煤矿用单体液压支柱密封质量检测仪，其特征是由双线圈自激型钢弦激发器[1]、多路模拟开关[2]、单片微型计算机[3]构成，其连接关系为双线圈自激型钢弦激发器[1]的信号输出端与多路模拟开关[2]的输入端连接，多路模拟开关[2]的输出信号端[OUT]经过放大器[F]与单片微型机[3]的[TO]端连接，多路模拟开关[2]的地址输入端[S0]、[S1]、[S2]、[S3]分别与单片微型计算机[3]的[P1.0]、[P1.1]、[P1.2]、[P1.3]端连接。
2.根据权利要求1所述的单体液压支柱密封质量检测仪，其特征在于多路模拟开关［2］可采用型号为74HC4067的多路模拟开关。
3.根据权利要求1所述的支柱检测仪，其特征在于单片微机［3］可采用80C31。
4.根据权利要求1所述的支柱检测仪，其特征在于放大器［F］可采用LM358集成电路。
专利摘要单体液压支柱密封质量检测仪是煤矿用检测单体液压支柱密封质量的仪器。主要由双线圈自激型钢弦激发器(1)、多路模拟开关(2)、单片微型计算机(3)构成，双线圈自微型钢弦激发器(1)的信号输出端与多路模拟开关(2)的输入端连接，多路模拟开关(2)的输出信号端(OUT)经过放大器(F)与单片微型机(3)的(TO)端连接，多路模拟开关(2)的地址输入端(S0)、(S1)、(S2)、(S3)分别与单片微型计算机(3)的(P1·0)、(P1·1)、(P1·2)、(P1·3)端连接。
文档编号E21D15/00GK2052041SQ89210908
公开日1990年1月31日 申请日期1989年3月20日 优先权日1989年3月20日
发明者赵振远, 邓铁六, 崔玉亮 申请人:山东矿业学院矿压研究所