专利名称：新型数字化智能充填体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有受力检测功能的智能充填体，更具体的说，尤其涉及一种可对填充区域各处受力状态及各方井下来压进行分析的新型数字化智能充填体。
背景技术：
矿产资源在开采的过程中，如果不及时充填采空区，不仅会引发塌陷、渗水导致人身安全的事故，而且会阻止后续的开采工作。在对采空区的充填过程中，需要用到胶结料浆性质的充填体，由于凝固后的充填物质受力复杂，充填体是否正能阻止采矿区域的塌方、渗水等安全事故的发生，这与凝固后充填体的充填强度是密不可分的。现有充填领域中还没有对采空区充填体进行受力分析，进而检测充填体强度 的使用技术和设备，因此也无法科学地、准确地得出充填体强度及受力状态，故也无法对充填效果进行科学分析。
发明内容本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可对填充区域各处受力状态进行分析的新型数字化智能充填体。本实用新型的新型数字化智能充填体，智能充填体设置于井下充填区域中的充填料浆中，其特别之处在于所述智能充填体包括用于受力形变检测的应变片电路、用于数据收发的数据收发模块；所述数据收发模块实现应变片电路检测数据的发送。充填区域形成于矿井的采空区，工作面为采空区四周的土基、岩壁、矿体；在工作面之间的采空区中注入充填浆料就形成了充填区域；智能充填体就均匀的布设在充填区域中。智能充填体中的应变片电路对其多个方向的受力进行检测。由于智能充填体埋设在充填区域中，因此采用数据的可采用无线收发方式。本实用新型的新型数字化智能充填体，所述数据收发模块为无线收发模块，充填区域的上方设置有与无线收发模块通讯的无线信号采集器，无线信号采集器连接有实现数据采集、处理的PC机。无线信号采集器实现对智能充填体发出的数据进行接收，并将其传送至PC机，以便PC机处理和数据的进一步发送。本实用新型的新型数字化智能充填体，所述应变片电路通过Α/D转换电路连接有用于信号处理和数据输出的微控制器，无线收发模块与微控制器的数据端口相连接；所述微控制器还连接有电源模块和时钟电路。Α/D转换电路进行信号的放大、转化，以便形成可识别的数值信号，微控制器实现信号采集、数据处理和控制输出的作用，对Α/D转换电路输出的数据进行采集和处理，并将处理后的信号通过无线收发模块发送出去。本实用新型的新型数字化智能充填体，所述应变片电路为检测智能充填体多个方向受力的桥式应变片；所述Α/D转换电路为实现模拟量到数字量转换的AD7114芯片。本实用新型的新型数字化智能充填体，所述智能充填体均匀分布于充填区域中。本实用新型的有益效果是本实用新型通过在开采后的充填区域设置可进行受力状态及井下来压检测的智能充填体，并通过无线收发模块将采集到的数据发送出去，有效地实现了对采空区中充填料浆的受力状态分析，实现了对充填体强度的实时监测。可以准确的跟踪充填体的强度性能，实时反映充填体所在位置的工作地点及其周围充填料的压力情况，为充填系统的后续改进提供可靠的数据。本实用新型操作简单、信息准确可靠，可提高充填效果，安全性能高。
图I为本实用新型的智能充填体的布设状态图；图2为本实用新型的智能充填体的电路原理图；图3为本实用新型中应变片电路和Α/D转换电路的电路图。图中1工作面，2充填区域，3智能充填体，4无线信号采集器，5 PC机，6上位PC机，7微控制器，8应变片电路，9 Α/D转换电路，10电源模块，11时钟电路，12无线收发模块。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图I所示，给出了本实用新型的智能充填体的布设状态图，其包括工作面I、充填区域2、无线信号采集器4、PC机5、上位PC机6 ;工作面I为采空区周围的岩壁、地基、矿体，充填区域2由注入到采空区中的充填浆料形成。智能充填体3均匀设置于充填区域2中，可实现井下来压时多个方向的受力检测，进而实现充填体强度的检测，并将检测数据无线发送至无线信号采集器4中。无线信号采集器4设置在充填区域2的周围，实现对智能充填体3发出的应力检测信号的采集，并将采集到的数据传送至PC机5中。在PC机5上，可对所有智能充填体3检测的数据进行显示，以便对充填区域2总体的受力状态进行分析，实时反映填充料的受力情况，确保充填区域达到抗震、抗压的性能，避免塌方、渗水事故的发生。如图2所示，给出了智能充填体3的电路原理图，其包括微控制器7、应变片电路8、A/D转换电路9、电源模块10、时钟电路11、无线收发模块12 ;所示的微控制器实现采集、运算和控制作用，应变片电路8实现对智能充填体3的受力形变量检测，以对该区域受力大小进行检测。应变片电路8输出的微小模拟信号输入到Α/D转换电路9中，以便将模拟信号转化可供微控制器7处理的模拟信号。微控制器7将处理后的数据经无线收发模块12发送出去，以供无线信号采集器4接收。其中的电源模块10和时钟电路11分别为微控制器7提供工作必须的电能和时钟脉冲。如图3所示，给出了应变电路8和Α/D转换电路9的电路图，所示的应变电路8采用桥式应变片；A/D转换电路9采用AD7114芯片，该芯片不仅具有Α/D转化功能，而且还具有信号放大作用、多路模拟信号输入端口，易于满足需求。本实用新型可准确跟踪充填体的强度性能，实时反映充填体所在位置的工作地点及其周围充填料的压力情况，为充填系统的后续改进与优化提供可靠的数据。
权利要求1.一种新型数字化智能充填体，智能充填体(3)设置于井下充填区域(2)中的充填料浆中，其特征在于所述智能充填体包括用于受力形变检测的应变片电路(8)、用于数据收发的数据收发模块；所述数据收发模块实现应变片电路检测数据的发送。
2.根据权利要求I所述的新型数字化智能充填体，其特征在于所述数据收发模块为无线收发模块(12)，充填区域(2)的上方设置有与无线收发模块通讯的无线信号采集器(4),无线信号采集器连接有实现数据采集、处理的PC机(5)。
3.根据权利要求I或2所述的新型数字化智能充填体，其特征在于所述应变片电路(8)通过A/D转换电路(9)连接有用于信号处理和数据输出的微控制器(7)，无线收发模块(12)与微控制器的数据端口相连接；所述微控制器还连接有电源模块(10)和时钟电路(11)。
4.根据权利要求I或2所述的新型数字化智能充填体，其特征在于所述应变片电路(8)为检测智能充填体(3)多个方向受力的桥式应变片；所述A/D转换电路(9)为实现模拟量到数字量转换的AD7114芯片。
5.根据权利要求I或2所述的新型数字化智能充填体，其特征在于所述智能充填体(3)均匀分布于充填区域(2)中。
专利摘要本实用新型的新型数字化智能充填体，智能充填体设置于井下充填区域中的充填料浆中，其特征在于所述智能充填体包括用于受力形变检测的应变片电路、用于数据收发的数据收发模块；所述数据收发模块实现应变片电路检测数据的发送。数据收发模块可选用无线收发模块；还可设置与无线收发模块通讯的无线信号采集器。本实用新型实现充填体的受力状态分析，以便对充填体强度的实时监测，可以准确的跟踪充填体的强度性能，实时反映充填体所在位置的工作地点及其周围充填料的压力情况，为充填系统的后续改进提供可靠的数据。本实用新型操作简单、信息准确可靠，可提高充填效果，安全性能高。
文档编号G01N3/00GK202676548SQ20122031071
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者冯波, 贺纪国 申请人:山东汇发矿业科技有限公司