专利名称：煤矿井下用单体液压支柱密封质量检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于在煤矿井下使用的检测仪器。
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。因此设计人在1989年设计了89 2 10908.4号实用新型专利；并研制出了“DK-2A型单体液压支柱密封质量检测仪”。同年该检测仪通过了煤炭部技术发展局主持的鉴定。经过十几年来的推广应用和不断改进，现已成为煤矿检测单体液压支柱密封质量的常规设备。由于该单体液压支柱密封质量检测仪采用普通电源供电不是本质安全型仪器只能在井上地面使用。检测时需将煤矿井下用过的支柱提升到地面，检测后将合格的支柱再运到井下使用。这样支柱的运输量大检测非常麻烦。
本实用新型的目的在于解决单体液压支柱密封质量检测仪在煤矿井下使用的问题。
本实用新型的构造包括原来地面用的检测仪并配备上本质安全型电源。检测仪器的组成是在一钢架的顶部或底部安装若干压力传感器，压力传感器的个数根据每次同时检测的支柱根数确定，一般为10-20个。压力传感器的压力信号输出线连接到主机双线圈自激型钢弦激发器的输入端；主机由本质安全型电源供电。主机的构造由若干个(根据压力传感器的个数确定，每个传感器配一个)双线圈自激型钢弦激发器和多路摸拟开关、放大器、单片微型计算机及其外围电路构成。其连接关系为双线圈自激型钢弦激发器的信号输出端与多路摸拟开关的输入端连接，多路摸拟开关的输出端经过放大器连接单片机的[T0]端，多路摸拟开关的地址输入端[S0-S3]分别与单片机电路的P1.0-P1.3端连接，显示电路和键盘电路与单片机电路的P0口连接，单片微型计算机的VCC、VSS电源输入端经过电平转换器与本质安全型电源的输出端连接。
本实用新型的优点是，由于采用了本质安全型电源供电，所以能在有爆炸性气体的环境中使用。使用过的单体液压支柱能在煤矿井下直接检测不用再提升到井上，减少了支柱运输工序、提高了工作效率、节省了提升运输费用。
结合附图给出实施例。
，附图1是本实用新型的原理构造图。图中[1]是一钢架，[2]是GH-35型压力传感器，[3]是检测仪主机，[4]是本质安全型电源，[5]是串行接口。图2是检测仪主机电原理构造(虚线内部分)与本质安全型电源的连接图。图中[6]是双线圈自激型钢弦激发器，[7]是多路摸拟开关，[8]是放大器，[9]是单片微型计算机及其外围电路，[10]是电平转换器，[11]是显示电路，[12]是键盘电路。
图1中，在钢架[1]上安装有15个压力传感器[2]，传感器[2]的信号输出线依次接入检测仪主机[3]的信号输入端[G0-G14]，检测仪主机[3]的原理将在下面描述，信号经检测仪主机[3]处理后在显示器上显示出来并存贮在检测仪主机内备查，或通过其RS-232C串行接口[5]线传送给微机。检测仪主机[3]由本质安全型电源[4]供电。图2中的主机构造是由15个双线圈自激型钢弦激发器[6]，多路摸拟开关[7]，放大器[8]，单片微型计算机[9]、电平转换器[10]，显示电路[11]，键盘电路[12]组成。双线圈自激型钢弦激发器[6]采用专利“钢弦式电脑检测仪”(专利号87212712)中的双线圈自激型钢弦激发器，多路摸拟开关[7]可采用型号为CD4067的多路摸拟开关，放大器[8]可采用LM358运算放大器，单片微型计算机[9]可采用89C51及外围电路，电平转换器[10]可采用LM2930集成稳压器，显示电路采用EMD12864E标准图形点阵式液晶显示器，键盘电路采用20-25键的防水键盘，本质安全型电源[4]可采用AJD-12/127型；或SNG12i型；或KF1018型等本质安全型电源。电源[4]通过主机中的电平转换器[10]向主机[3]供电。其连接关系为，十五个双线圈自激型钢弦激发器(6)的[J0-J14]的信号输出端[K0-K14]分别接到多路摸拟开关[7]的输入端[I0-I14]，多路摸拟开关[7]的输出信号端[OUT]经过放大器[8]连接到单片微型计算机(9)的[T0]端，多路摸拟开关[7]的地址输入端[S0-S3]分别连接到单片机[9]的[P1.0-P1.3]端，显示电路[11]和键盘电路[12]与单片机的P0口连接，单片机[9]将处理后的压力值通过显示电路显示出每个柱子的压力变化情况或通过RS-232接口[5]发送给微型计算机。
本实用新型工作原理是用检测单体液压支柱保压性能的办法来判断支柱是否漏液，进而说明其密封质量的。本实用新型实施例配十五个GH-35型压力传感器(2)，一批可同时检测十五根支柱。检测一遍用十五秒钟，八分钟可检测完一批支柱。本实用新型配用的压力传感器精度高，压力变化十牛顿既能可靠检测出。本实用新型用定量的数据来说明支柱密封质量。使用时将十五个压力传感器(2)分散固定在钢架子(1)上，在每个压力传感器下面支撑起一根支柱，十五个压力传感器的电缆插头分别连到主机(3)的十五个双线圈自激型钢弦激发器(6)的插座上。当给架子上的支柱注液加压接通电源后，双线圈自激型钢弦激发器[J0-J14]开始激发GH-35型压力传感器[2]中的钢弦振动，并由[K0-K14]输出与钢弦振动同频率的电压信号给多路摸拟开关[7]。单片机[9]根据其键盘(12)给的命令向多路摸拟开关[7]发送选线地址，对十五个压力传感器中钢弦振动的频率进行定时巡测。并根据压力传感器中钢弦振动的频率与压力的关系式P＝A(F*F-G*G)-(F-G)(式中P为压力；A，B为传感器常数；G为压力为零时的频率；F为压力为P时的频率)计算出各传感器受到的初压力、末压力及末压力对初压力的降压百分比，在其显示器上显示供人判断各支柱密封性能是否合格。其数据存贮在单片机电路中，可随时调看也可通过串行接口[5]发送给微机。
本实用新型能在煤矿井下使用，关键是采用了本质安全型电源。本质安全型电源除了上述说明的型号外亦可用目前DK-2型矿压仪用的电池盒，因为这种电池盒可在煤矿井下使用。
本实用新型的实施例一次可检测15根支柱，根据设计需要可任意选取，但一次检测太少浪费时间，一次检测太多钢架庞大，最好在10-20根之间。
权利要求1.一种煤矿井下用单体液压支柱密封质量检测仪，其构造是在钢架(1)上安装有压力传感器(2)，每个压力传感器的信号输出线依次接入检测仪主机(3)的信号输入端；主机由双线圈自激型钢弦激发器[6]、多路摸拟开关[7]、单片机电路[9]、显示电路[11]，键盘[12]，电平转换器[10]构成；其连接关系为双线圈自激型钢弦激发器[6]的信号输出端与多路摸拟开关[7]的输入端连接，多路摸拟开关[7]的输出信号端[OUT]经过放大器[8]与单片机电路[9]的[T0]端连接，多路摸拟开关[7]的地址输入端[S0]、[S1]、[S2]、[S3]分别与单片机电路[9]的[P1.0]、[P1.1]、[P1.2]、[P1.3]端连接，显示电路[11]和键盘电路与单片机的P0口连接，其特征在于本质安全型电源[4]通过电平转换器[10]与单片机电路[9]的[VCC]、[VSS]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，其特征在于本质安全型电源可采用DK-2型矿压仪用的电池盒代替。
3.根据权利要求1或2所述的检测仪，其特征在于钢架(1)上安装有同时检测10-20根柱子的压力传感器，主机电路中相应有10-20个双线圈自激型钢弦激发器，且多路摸拟开关相应有10-20个输入端。
4.根据权利要求3所述的检测仪其特征在于主机的单片机[9]通过RS-232C串行接口[5]与微型计算机连接。
专利摘要一种在煤矿井下使用的单体液压支柱密封质量检测仪器,主要包括原来地面用的单体液压支柱密封质量检测仪并配备上本质安全型电源,检测仪的构造主要是在钢架上有压力传感器,每个传感器的信号输出接入主机,主机由双线圈自激型钢弦激发器、单片机电路、及其特征部分电平转换器和本质安全型电源连接构成。它可以在井下直接快速、精确的检测单体液压支柱的密封质量,减少支柱提升到井上检测的工序节省了提升装运费用。
文档编号G01M3/26GK2478092SQ01237150
公开日2002年2月20日 申请日期2001年5月24日 优先权日2001年5月24日
发明者赵振远 申请人:山东科技大学