单体支柱工作面压力智能监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种预警系统，具体是一种单体支柱工作面压力、甲烷监测预警系统，属于自动监测预警技术领域。
【背景技术】
[0002]煤炭地下开采过程中广泛采用单体支柱来支护顶板开采煤炭，由于各种原因，会形成突然的顶板来压，这往往会造成支护顶板垮落，进而会对人身安全产生威胁，也会损坏矿用的设备，目前单体支柱工作面上还没有实时的顶板压力监控报警系统。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种单体支柱工作面压力智能监控系统，其能不间断的提供实时工作面顶板压力自动监控报警功能，从而可实时保障广大矿工的人身安全，也能有效地减少矿用设备的损伤。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供一种单体支柱工作面压力智能监控系统，包括压力检测接头、无线压力传感器、无线甲烷传感器和无线信号接收传递系统，所述压力检测接头与无线压力传感器电连接，所述压力检测接头设置在单体支柱的出液口处，所述无线甲烷传感器设置在单体支柱上，所述无线压力传感器和无线甲烷传感器发出的无线信号均传递给无线信号接收传递系统，所述无线信号接收传递系统的数据信号通过数据传输线传递给路由器，所述路由器将接收的数据信号通过数据传输线经中继器传递给计算机终端。
[0005]作为本实用新型的改进，所述无线信号接收传递系统主要由信号接收部分、电源、CPU及以太网组成，所述信号接收部分主要由第一 E35-TTL-100无线信号接收模块、第二 E35-TTL-100无线信号接收模块和MAX232信号电平转换模块组成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模块组成，所述以太网主要由以太网PHY控制器DP83848模块和集成变压器RJ45接头HR911105A模块组成。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述数据传输线为双绞线。
[0007]本发明的有益效果是:一旦发生单体支柱支护工作面的顶板压力超过单体支柱的支护极限，有可能发生顶板跨路事故时，顶板挤压单体支柱的活塞，活塞向下运行，挤压单体支柱中的液压介质，使得液压介质中的液体液力增大，通过连接在单体支柱入液口的压力检测接头，将液体液力输送到无线压力传感器中，通过无线信号接收传递系统接受无线压力传感器传递的压力信号，通过数据网络传递到计算机终端内的系统中，从而实现实时预警；一旦单体支柱工作面的甲烷含量达到一定极限，固定在单体支柱上的无线甲烷传感器就会将甲烷含量信号转变成无线信号发送出去，通过无线信号接收传递系统经数据网络传递到计算机终端内的系统中，通过计算机终端的屏幕信号显示和声音自动报警系统实现报警。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的结构示意图；
[0009]图2是本实用新型中无线信号接收传递系统中信号接收部分的电路图；
[0010]图3是本实用新型中无线信号接收传递系统中电源的电路图；
[0011]图4本实用新型中无线信号接收传递系统中的CPU电路中的STM32F107VCT6模块图；
[0012]图5本实用新型中无线信号接收传递系统中以太网电路图。
[0013]图中:1、压力检测接头，2、无线压力传感器，3、无线信号接收传递系统，4、数据传输线，5、路由器，6、中继器，7、计算机终端。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]如图1至图5所示，一种单体支柱工作面压力智能监控系统，包括压力检测接头1、无线压力传感器2、无线甲烷传感器8和无线信号接收传递系统3，所述压力检测接头I与无线压力传感器2电连接，所述压力检测接头I设置在单体支柱的出液口处，所述无线甲烷传感器8设置在单体支柱上，所述无线压力传感器2和无线甲烷传感器8发出的无线信号均传递给无线信号接收传递系统3，所述无线信号接收传递系统3的数据信号通过数据传输线4传递给路由器5，所述路由器5将接收的数据信号通过数据传输线4经中继器6传递给计算机终端7。一旦发生单体支柱支护工作面的顶板压力超过单体支柱的支护极限，有可能发生板跨落事故时，顶板挤压单体支柱的活塞，活塞向下运行，挤压单体支柱中的液压介质，使得液压介质中的液体液力增大，通过连接在单体支柱入液口的压力检测接头I，将液体液力输送到无线压力传感器2中，通过无线信号接收传递系统3接受无线压力传感器2传递的压力信号，通过数据网络传递到计算机终端7内的系统中，通过计算机终端7屏幕信号显示和声音自动报警系统实现报警，一旦单体支柱工作面的甲烷含量达到一定极限，固定在单体支柱上的无线甲烷传感器8就会将甲烷含量信号转变成无线信号发送出去，通过无线信号接收传递系统3经数据网络传递到计算机终端上，通过计算机终端屏幕信号显示和声音自动报警系统实现报警，从而可实现实时预警。
[0016]所述无线信号接收传递系统3主要由信号接收部分、电源、CPU及以太网组成，所述信号接收部分主要由第一 E35-TTL-100无线信号接收模块P3、第二 E35-TTL-100无线信号接收模块P5和MAX232信号电平转换模块组成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模块组成，所述以太网主要由以太网PHY控制器DP83848模块和集成变压器RJ45接头HR911105A模块组成。
[0017]所述数据传输线4为双绞线。
[0018]所述的计算机终端7开发有显示无线压力传感器2及无线甲烷传感器8位置，以及液体压力转换成实际压力和显示甲烷浓度的软件系统，该软件系统能够在压力超过设定载荷的情况下屏幕红色信号显示和声音自动报警，在甲烷浓度超过设定值的情况下屏幕橙色信号显示和声音自动报警。
[0019]图3的电源电路图为图1的接收部分电路提供3.3V和5.0V电源，为图5以太网电路提供3.3V电源，其余部分电路连接关系如下:图2中PA2、PA3、PA9、PAlO引脚连接图4 中 PA2、PA3、PA9、PA10 ;图 4 中 PE11、PE12、PE13、PC1、PC4、PC5、PA7、PA12、PA13 引脚与图 5 中 PE11、PE12、PE13、PC1、PC4、PC5、PA7、PA12、PA13 引脚连接。
[0020]工作过程:工作面的顶板压力通过单体支柱的活塞作用到液压介质中，液压介质通过连接在单体支柱入液口的压力检测接头1，将液体压力作用到无线压力传感器2 (发射频率为490MHz)中，无线压力传感器2将压力信号转变成无线数字信号向周围空间传播；通过固定在单体支柱上的无线甲烷传感器8，可以将测量点的甲烷气体含量转变成无线数字信号向周围空间传播；安装在能够接收无线信号范围内的无线信号接收传递系统3中的信号接收部分(图2)的E35-TTL-100模块(E35-TTL-100是一款基于SI4463的10mW的无线信号接收模块，工作在475-500.5MHz频段，使用串口进行数据收发，降低了无线应用的门槛。它具有功率密度集中，传输距离远，抗干扰能力强的优势。)接收到设定的无线压力传感器2和无线甲烷传感器8的信号，E35-TTL-100模块将无线压力传感器2传过来的无线信号转变为TTL电平的串口信号输出，然后经过MAX232 (图2)信号电平转换到cup模块STM32F107VCT6 (图4)做进一步的处理，cup模块STM32F107VCT6的处理信号传输到以太电路(图5);数据传输线4 (双绞线)通过接头与以太电路(图5)中的集成变压器RJ45接头HR911105A模块插接，经过路由器5、中继器6，将信号传递到计算机终端7，计算机终端7可以实时显示各个检测点的顶板压力及甲烷气体含量，一量超出限定数值，系统就会通过屏幕红色信号显示和声音自动报警。
【主权项】
1.一种单体支柱工作面压力智能监控系统，包括压力检测接头(1)、无线压力传感器(2 )，所述压力检测接头(I)与无线压力传感器(2 )电连接，其特征在于，还包括无线甲烷传感器(8)和无线信号接收传递系统(3)，所述压力检测接头(I)设置在单体支柱的出液口处，所述无线甲烷传感器(8 )设置在单体支柱上，所述无线压力传感器(2 )和无线甲烷传感器(8)发出的无线信号均传递给无线信号接收传递系统(3)，所述无线信号接收传递系统(3)的数据信号通过数据传输线(4)传递给路由器(5)，所述路由器(5)将接收的数据信号通过数据传输线(4 )经中继器(6 )传递给计算机终端(7 )。
2.根据权利要求1所述的一种单体支柱工作面压力智能监控系统，其特征在于，所述无线信号接收传递系统(3)主要由信号接收部分、电源、CPU及以太网组成，所述信号接收部分主要由第一 E35-TTL-100无线信号接收模块、第二 E35-TTL-100无线信号接收模块和MAX232信号电平转换模块组成，所述CPU主要由STM32F107VCT6模块组成，所述以太网主要由以太网PHY控制器DP83848模块和集成变压器RJ45接头HR911105A模块组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种单体支柱工作面压力智能监控系统，其特征在于，所述数据传输线(4)为双绞线。
【专利摘要】本实用新型提供一种单体支柱工作面压力智能监控系统，压力检测接头(1)与无线压力传感器(2)电连接，压力检测接头(1)设置在单体支柱的出液口处，无线甲烷传感器(8)设置在单体支柱上，无线压力传感器(2)和无线甲烷传感器(8)发出的无线信号均传递给无线信号接收传递系统(3)，无线信号接收传递系统(3)的数据信号通过数据传输线(4)传递给路由器(5)，路由器(5)将接收的数据信号通过数据传输线(4)经中继器(6)传递给计算机终端(7)。本实用新型能不间断的提供实时工作面顶板压力自动监控报警功能，从而可实时保障广大矿工的人身安全，也能有效地减少矿用设备的损伤。
【IPC分类】G01L19-08
【公开号】CN204594620
【申请号】CN201520221676
【发明人】陆兴华, 马西良, 穆静, 李志 , 黄传辉, 张磊, 宋道柱, 何绍华, 张元越
【申请人】徐州工程学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月13日