一种本安型矿井液压支架压力传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种本安型矿井液压支架压力传感器，由前盖、箱体、挂板、提手、透明观察窗、高压软管接头、航空插头和电路装置组成；电路装置包括电路板、3个探头和按键模块；电路板固定安装在盒体内；探头安装在高压软管接头内；电路板上设有第一放大电路、第二放大电路、第三放大电路、单片机模块、液晶显示模块、无线通信模块、隔离型RS485通信模块、报警模块和电源模块。本实用新型使用时能够方便地实现矿井液压支架压力的实时在线智能监测，提升了矿井安全水平；外部边框采用弧型设计，使其不易受损，有利于使用安全；设置液晶显示模块、操作按键和航空插头，使用方便；防水、防火、防爆，本质安全。
【专利说明】一种本安型矿井液压支架压力传感器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及矿井液压支架压力监测【技术领域】，具体涉及一种能够实现在线监 测用的本安型矿井液压支架压力传感器。
【背景技术】
[0002] 液压支架在矿井下应用广泛。液压支架在使用时需要对其高压腔内的液体的压力 进行监测。现有的矿用液压支架压力监测的方式和装置多为采用机械压力表进行监测，其 不足之处在于：一是功能单一，只能实时显示当前的压力数据，不能存储历史数据，更不能 进行在线传输和自动分析；二是需要通过人工现场手动录入数据，费时费力，不方便而且容 易出错；三是造成矿压数据的采集、处理滞后，不能够及时发现液压支架可能存在的问题， 造成安全事故的发生。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是：克服现有技术的不足，提供一种防水、防火、防爆、本质安 全、使用时能方便地实现矿井液压支架压力的实时在线智能监测的本安型矿井液压支架压 力传感器。
[0004] 本实用新型的技术方案是：本实用新型的本安型矿井液压支架压力传感器，其结 构特点是：包括前盖、箱体、透明观察窗、高压软管接头、航空插头和电路装置；
[0005] 上述的前盖和箱体密封固定连接；透明观察窗密封固定安装在前盖上；高压软管 接头和航空插头分别各设有3个；该3个高压软管接头和3个航空插头密封固定安装在箱 体的外壁上；
[0006] 电路装置包括电路板、第一探头、第二探头、第三探头和按键模块；按键模块包括 按键；电路板固定安装在盒体内；按键模块的按键密封固定安装在前盖上；第一探头、第二 探头和第三探头在3个高压软管接头内分别各安装1个；
[0007] 电路板上设有第一放大电路、第二放大电路、第三放大电路、单片机模块、液晶显 示模块、无线通信模块、隔离型RS485通信模块、报警模块和电源模块；液晶显示模块包括 液晶显示屏，液晶显示屏安装在透明观察窗的正后方；
[0008] 第一探头、第二探头、第三探头、第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路构 成压力信号采集模块；
[0009] 第一探头、第二探头和第三探头均分别设有信号输出端；第一放大电路、第二放大 电路和第三放大电路均分别设有信号输入端和信号输出端；单片机模块设有第一至第三监 测信号输入端、按键信号输入端、显示信号输出端、报警信号输出端、第一通信端和第二通 信端；液晶显示模块和报警模块分别设有信号输入端；按键模块设有信号输出端；无线通 信模块和隔离型RS485通信模块分别设有对内通信端和对外通信端；
[0010] 第一探头、第二探头和第三探头的信号输出端分别与第一放大电路、第二放大电 路和第三放大电路的信号输入端对应电连接；单片机模块的第一至第三监测信号输入端分 别与第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的信号输出端对应电连接；单片机模块 的按键信号输入端与按键模块的信号输出端电连接；液晶显示模块和报警模块的信号输入 端分别与单片机模块的显示信号输出端和报警信号输出端对应电连接；无线通信模块和隔 离型RS485通信模块的对内通信端分别与单片机模块的第一通信端和第二通信端双向信 号电连接；
[0011] 电源模块设有第一电源输出端和第二电源输出端；电源模块的第二电源输出端为 上述的压力信号采集模块提供工作电源；电源模块的第一电源输出端为电路装置的其他模 块提供工作电源。
[0012] 进一步的方案是：还包括挂板和提手；上述的挂板为由长边和短边一体组成的L 形的板体件；提手为不锈钢材质的折弯件，挂板设有结构相同的2块，该2块挂板镜像密封 固定安装在箱体的上端；提手与2块挂板可活动地连接。
[0013] 进一步的方案是：上述的前盖为四周呈弧形的板体件；前盖的中部前有前后向贯 通的长方形槽孔，作为透明观察窗安装孔；箱体包括一体连接的盒体和前连接框板；盒体 为由上端板、下端板、左侧板、右侧板和后侧板组成的前端开口的盒状一体件；盒体的左侧 板上设有一个左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体的右侧板上分上下设有2 个左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体的下端板上设有3个上下向贯通的圆 形孔，作为高压软管接头安装孔；前连接框板为外周边呈弧形、中间设有方形开口的板体 件；且前连接框板的中间开口的大小与盒体的前端开口的大小相一致；前连接框板由其内 端面与盒体的前端开口的外端面一体连接；前连接框板的形状和大小与前盖的形状和大小 相适应；前盖和箱体的前连接框板之间加装密封垫后通过螺钉密封固定连接。
[0014] 进一步的方案是：上述的透明观察窗通过前盖的透明观察窗安装孔密封固定安装 在前盖上；3个航空插头通过盒体的左侧板上的1个航空插头安装孔和盒体的右侧板上的2 个航空插头安装孔密封固定安装在盒体上；3个高压软管接头通过箱体的盒体的下端板上 的3个高压软管接头安装孔密封固定安装在盒体的下端板上。
[0015] 进一步的方案是：上述的前盖上设有3个前后向贯通的圆形通孔，作为按键安装 孔，该3个按键安装孔左右向排列；上述的电路装置的按键模块的按键设有3个；该3个按 键为橡胶按钮；该3个按键在前盖的3个按键安装孔内分别各密封固定安装1个。
[0016] 进一步的方案是：上述的电路装置的电源模块的第一电源输出端输出DC3. 3V电 源；电源模块的第二电源输出端输出DC3. 0V电源。
[0017] 进一步的方案还有：上述的电路装置的第一探头、第二探头和第三探头均为BY-1 型压力传感器。
[0018] 本实用新型具有积极的效果：（1)本实用新型的本安型矿井液压支架压力传感 器，使用时能够方便地实现矿井液压支架压力的实时在线智能监测，有利于及时掌握液压 支架动态变化趋势，有效解决了现有技术中人工现场监测带来的弊端，大幅度地缩短了矿 井下液压支架发现和解决问题的时间周期，大幅度地提高了矿压事故反应和解决能力，从 而提升了矿井安全水平。（2)本实用新型的本安型矿井液压支架压力传感器，其外部边框采 用弧型设计，使其不易受损，有利于使用安全。（3)本实用新型的本安型矿井液压支架压力 传感器，通过采用液晶显示模块，使得监测数据观测方便；操作按键采用橡胶按钮，防护性 能更好；线路与外部的连接采用航空插头连接，方便快速，便于现场人工操作。（4)本实用 新型的本安型矿井液压支架压力传感器，防水、防火、防爆，本质安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的外部结构示意图；
[0020] 图2为图1的后视图；
[0021] 图3为图1的俯视图；
[0022] 图4为图1中去掉前盖后的结构示意图；
[0023] 图5为本实用新型的电路结构示意图。
[0024] 上述附图中的附图标记如下：
[0025] 前盖 1，
[0026] 箱体2,盒体21，前连接框板22,螺钉孔22-1，
[0027] 挂板 3，
[0028] 提手 4，
[0029] 透明观察窗5，
[0030] 高压软管接头6，
[0031] 航空插头7，
[0032] 电路装置8，电路板80，按键模块81。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0034] (实施例1)
[0035] 见图1至图4,本实施例的本安型矿井液压支架压力传感器，主要由前盖1、箱体2、 挂板3、提手4、透明观察窗5、高压软管接头6、航空插头7和电路装置8组成。
[0036] 前盖1的材质为Q235A不锈钢。前盖1为四周呈弧形的板体件；前盖1的中部前 有前后向贯通的长方形槽孔，作为透明观察窗安装孔；透明观察窗安装孔的下方，设有3个 前后向贯通的圆形通孔，作为按键安装孔，该3个按键安装孔左右向排列。前盖1的四周边 设有安装螺钉孔。
[0037] 箱体2的材质为Q235A不锈钢。箱体2由盒体21和前连接框板22 -体组成。盒 体21为由上端板、下端板、左侧板、右侧板和后侧板组成的前端开口的盒状一体件；盒体21 的左侧板上设有一个左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体21的右侧板上分上 下设有2个左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体21的下端板上设有3个上下 向贯通的圆形孔，作为高压软管接头安装孔；盒体21的上端板上的左右两侧分别各设有一 个安装挂板用的螺钉孔。前连接框板22为外周边呈弧形、中间设有方形开口的板体件；且 前连接框板22的中间开口的大小与盒体21的前端开口的大小相一致；前连接框板22由其 内端面与盒体21的前端开口的外端面一体连接；前连接框板22的形状和大小与前盖1的 形状和大小相适应；前连接框板22的板体上设有数量及位置与前盖1上的安装螺钉孔相适 应的螺钉孔22-1。
[0038] 前盖1和箱体2通过相互配合的螺钉孔加装密封垫后，用螺钉密封固定连接。
[0039] 挂板3的材质为不锈钢。挂板3为由长边和短边一体组成的L形的板体件，挂板 3的长边上设有左右向贯通的提手安装孔；挂板3设有结构相同的2块，该2块挂板3通过 螺钉与盒体21的上端板上的左右两侧的螺钉孔相配合，镜像密封固定安装在盒体21的上 端板上。
[0040] 提手4为不锈钢材质的折弯件，提手4的两端与2块挂板3的的提手安装孔插接， 从而使得提手4与2块挂板3可活动地连接。
[0041] 透明观察窗5的材质为透明防爆有机玻璃。透明观察窗5的大小和形状与前盖1 的透明观察窗安装孔相适应；透明观察窗5密封固定安装在前盖1的透明观察窗安装孔内。
[0042] 高压软管接头6设有结构相同的3个；该3个高压软管接头6通过盒体21的下端 板上的3个高压软管接头安装孔密封固定安装在盒体21的下端板上。
[0043] 航空插头7设有3个；该3个航空插头7通过盒体21的左侧板上的1个航空插头 安装孔和盒体21的右侧板上的2个航空插头安装孔密封固定安装在盒体21上。
[0044] 参见图5,电路装置8主要由电路板80、第一探头、第二探头、第三探头和按键模块 81组成。
[0045] 第一探头、第二探头和第三探头本实施例中均优选采用均为BY-1型压力传感器。 第一探头、第二探头和第三探头在3个高压软管接头6内分别各安装1个；使用时，该3个 高压软管接头6分别通过1根D10高压软管与矿井液压支架的1个高压腔相连接，从而构 成3个压力监测通道。
[0046] 按键模块81包括3个按键，该3个按键本实施例中优选采用防护性能好的橡胶按 钮，该3个按键在前盖1的3个按键安装孔内分别各密封固定安装1个。
[0047] 电路板80固定安装在盒体21内。电路板80上设有第一放大电路、第二放大电路、 第三放大电路、单片机模块、液晶显示模块、无线通信模块、隔离型RS485通信模块、报警模 块和电源模块。液晶显示模块包括液晶显示屏，液晶显示屏安装在透明观察窗5的正后方。 [0048] 第一探头、第二探头、第三探头、第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路构 成压力信号采集模块。
[0049] 第一探头、第二探头和第三探头均分别设有信号输出端；第一放大电路、第二放大 电路和第三放大电路均分别设有信号输入端和信号输出端；单片机模块设有第一至第三监 测信号输入端、按键信号输入端、显示信号输出端、报警信号输出端、第一通信端和第二通 信端；液晶显示模块和报警模块分别设有信号输入端；按键模块81设有信号输出端；无线 通信模块和隔离型RS485通信模块分别设有对内通信端和对外通信端。
[0050] 第一探头、第二探头和第三探头的信号输出端分别与第一放大电路、第二放大电 路和第三放大电路的信号输入端对应电连接；单片机模块的第一至第三监测信号输入端分 别与第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的信号输出端对应电连接；单片机模块 的按键信号输入端与按键模块81的信号输出端电连接；液晶显示模块和报警模块的信号 输入端分别与单片机模块的显示信号输出端和报警信号输出端对应电连接；无线通信模块 和隔离型RS485通信模块的对内通信端分别与单片机模块的第一通信端和第二通信端双 向信号电连接；无线通信模块和隔离型RS485通信模块的对外通信端使用时与监控后台通 ?目。
[0051] 电源模块设有第一电源输出端和第二电源输出端，电源模块的第一电源输出端输 出DC3. 3V电源；电源模块的第二电源输出端输出DC3. 0V电源。电源模块的第二电源输出 端为前述的压力信号采集模块提供工作电源；电源模块的第一电源输出端为电路装置8的 其他模块提供工作电源。
[0052] 本实施例的本安型矿井液压支架压力传感器，防水、防火、防爆，本质安全。
[0053] (应用例）
[0054] 前述实施例的本安型矿井液压支架压力传感器(后述简称传感器)，其使用时作为 液压支架压力的最基本的测量单元，通过D10高压软管与矿井液压支架的高压腔连接，使 矿井液压支架内的液体介质作用到传感器的3个探头上，3个探头输出压力监测的电压信 号，信号经对应的3个放大电路放大后被单片机模块采集，单片机模块每1秒钟采集监测一 次三个通道的压力数据，单片机模块对采集的数据实时进行处理，并将采集数据发送给液 晶显示模块进行实时显示；当单片机模块判断监测数据达到报警阈值时，控制报警模块实 施报警；按键模块81的3个按键分别为确定按键和上/下按键，"确定"键用于进入功能菜 单，上/下键进行相应菜单的选择。当传感器收到监控后台请求发送数据的指令时，传感器 通过无线通信模块和/或隔离型RS485通信模块自动将数据发送给监控后台，实现实时在 线智能监测的目的。
[0055] 以上实施例和应用例是对本实用新型的【具体实施方式】的说明，而非对本实用新型 的限制，有关【技术领域】的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做 出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入 本实用新型的专利保护范围。
【权利要求】
1. 一种本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：包括前盖（1)、箱体（2)、透明观 察窗（5)、高压软管接头（6)、航空插头（7)和电路装置（8); 所述的前盖（1)和箱体（2)密封固定连接；透明观察窗（5)密封固定安装在前盖（1)上； 高压软管接头（6)和航空插头（7)分别各设有3个；该3个高压软管接头（6)和3个航空插 头（7)密封固定安装在箱体（2)的外壁上； 电路装置（8)包括电路板（80)、第一探头、第二探头、第三探头和按键模块（81);按键 模块（81)包括按键；电路板（80)固定安装在盒体（21)内；按键模块（81)的按键密封固定 安装在前盖（1)上；第一探头、第二探头和第三探头在3个高压软管接头（6)内分别各安装 1个； 电路板（80 )上设有第一放大电路、第二放大电路、第三放大电路、单片机模块、液晶显 示模块、无线通信模块、隔离型RS485通信模块、报警模块和电源模块；液晶显示模块包括 液晶显示屏，液晶显示屏安装在透明观察窗（5)的正后方； 第一探头、第二探头、第三探头、第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路构成压 力信号采集模块； 第一探头、第二探头和第三探头均分别设有信号输出端；第一放大电路、第二放大电路 和第三放大电路均分别设有信号输入端和信号输出端；单片机模块设有第一至第三监测信 号输入端、按键信号输入端、显示信号输出端、报警信号输出端、第一通信端和第二通信端； 液晶显示模块和报警模块分别设有信号输入端；按键模块（81)设有信号输出端；无线通信 模块和隔离型RS485通信模块分别设有对内通信端和对外通信端； 第一探头、第二探头和第三探头的信号输出端分别与第一放大电路、第二放大电路和 第三放大电路的信号输入端对应电连接；单片机模块的第一至第三监测信号输入端分别与 第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的信号输出端对应电连接；单片机模块的按 键信号输入端与按键模块（81)的信号输出端电连接；液晶显示模块和报警模块的信号输 入端分别与单片机模块的显示信号输出端和报警信号输出端对应电连接；无线通信模块和 隔离型RS485通信模块的对内通信端分别与单片机模块的第一通信端和第二通信端双向 信号电连接； 电源模块设有第一电源输出端和第二电源输出端；电源模块的第二电源输出端为所述 的压力信号采集模块提供工作电源；电源模块的第一电源输出端为电路装置（8)的其他模 块提供工作电源。
2. 根据权利要求1所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：还包括挂板 (3)和提手（4);所述的挂板（3)为由长边和短边一体组成的L形的板体件；提手（4)为不 锈钢材质的折弯件，挂板（3)设有结构相同的2块，该2块挂板（3)镜像密封固定安装在箱 体（2)的上端；提手（4)与2块挂板（3)可活动地连接。
3. 根据权利要求1所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：所述的前盖 (1)为四周呈弧形的板体件；前盖（1)的中部前有前后向贯通的长方形槽孔，作为透明观察 窗安装孔；箱体（2)包括一体连接的盒体（21)和前连接框板（22);盒体（21)为由上端板、 下端板、左侧板、右侧板和后侧板组成的前端开口的盒状一体件；盒体（21)的左侧板上设 有一个左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体（21)的右侧板上分上下设有2个 左右向贯通的圆形孔，作为航空插头安装孔；盒体（21)的下端板上设有3个上下向贯通的 圆形孔，作为高压软管接头安装孔；前连接框板（22)为外周边呈弧形、中间设有方形开口 的板体件；且前连接框板（22 )的中间开口的大小与盒体（21)的前端开口的大小相一致；前 连接框板（22)由其内端面与盒体（21)的前端开口的外端面一体连接；前连接框板（22)的 形状和大小与前盖（1)的形状和大小相适应；前盖（1)和箱体（2)的前连接框板（22)之间 加装密封垫后通过螺钉密封固定连接。
4. 根据权利要求3所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：所述的透明 观察窗（5)通过前盖（1)的透明观察窗安装孔密封固定安装在前盖（1)上；3个航空插头 (7)通过盒体（21)的左侧板上的1个航空插头安装孔和盒体（21)的右侧板上的2个航空 插头安装孔密封固定安装在盒体（21)上；3个高压软管接头（6)通过箱体（2)的盒体（21) 的下端板上的3个高压软管接头安装孔密封固定安装在盒体（21)的下端板上。
5. 根据权利要求1所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：所述的前盖 (1)上设有3个前后向贯通的圆形通孔，作为按键安装孔，该3个按键安装孔左右向排列； 所述的电路装置（8)的按键模块（81)的按键设有3个；该3个按键为橡胶按钮；该3个按 键在前盖（1)的3个按键安装孔内分别各密封固定安装1个。
6. 根据权利要求1所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：所述的电路 装置（8)的电源模块的第一电源输出端输出DC3. 3V电源；电源模块的第二电源输出端输出 DC3. 0V 电源。
7. 根据权利要求1所述的本安型矿井液压支架压力传感器，其特征在于：所述的电路 装置（8)的第一探头、第二探头和第三探头均为BY-1型压力传感器。
【文档编号】G01L19/08GK203908722SQ201420256673
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】王付坤, 赵小兵, 姜振南, 芮骐骅, 李继云, 张海庆, 周志华, 马晓柯 申请人:天地（常州）自动化股份有限公司, 中煤科工集团常州研究院有限公司