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基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪.pdf

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基于 单片机 应变 式锚杆 锚固 测量仪
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摘要
申请专利号:

CN201510626584.8

申请日:

2015.09.28

公开号:

CN106556483A

公开日:

2017.04.05

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G01L 1/22申请日:20150928|||公开
IPC分类号: G01L1/22 主分类号: G01L1/22
申请人: 河南理工大学
发明人: 刘少伟; ?#20449;?#32724;; 孙俊岭; 张辉; 徐学峰; 张玉竞; 岳杰; 常建超
地址: 454003 河南省焦作市高新区世纪大道2001河南理工大学能源科学与工程学院
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510626584.8

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2018.10.23|||2017.04.05

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明型涉及一种基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪。包括承压装置、主机和设置器。本发明型设计时,确定了安全载荷区间,设置了相应锚固系统阈值,可对锚杆锚固力实时监测并报警,预防监测锚固体失稳。本发明型具有自动、连续和方便及时的优点,不仅适用于煤矿巷道顶板实时监测,也可为交通、边坡加固等岩土工程提供科学依据。

权利要求书

1.一种基于单片机的锚杆锚固力测量仪,包括承压装置、主机、报警设置器,其端部为承压装置;承压装置(1)内部的刚性材?#31995;?#24615;体(13)是在数控车床上加工而成的,其内部贴有应变片(14),应变片组成的全桥电路由钢管(2)引出,钢管的另一端连接主机(3),主机主要由报警器(4)、报警指?#38236;疲?)、数码管显示屏(6)和光敏传感器(7)组成,在主机的一侧有接线端口(8)可与设置器(12)顶部的接线端口(9)相连,使得设置器(12)可对主机(3)进行参数设置;在设置器的上部有液晶显示屏(11),下部有操作键盘(12),分别进行显示和操作功能。2.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的设置器(12)内部的编辑元件为STC12系列单片机,该系列单片机具有性价比高、速度快和安全性好等优点。3.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的设置器(12)的外部有液晶显示屏和键盘组成,设置参数方便,操作简便。4.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的设置器(12)的顶部有接线端口(9),可与主机侧部的接线端口(8)相连,使得设置器可以对主机内部进行参数设置。5.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的主机(3)的上部有数码管显示屏(6),可以直接显示锚固力值,便于直接读取。6.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的主机(3)的数码管显示屏(6)的上方有光敏传感器(7),根据光照的有无来控制数码管显示屏(6)的显示和关闭,节约电源电量。7.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的主机(3)的数码管显示屏(6)的下方有报警器(4)和报警指?#38236;疲?);当数码管显示屏(6)显示的锚固力值不在安全载荷区间内时,报警器(4)将鸣叫,同时报警指?#38236;疲?)将?#20102;浮?/claim-text>8.根据权利要求1所述的基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,其特征在于,所述锚杆锚固力测量仪的承压装置(1)的内径为28mm,外径为65mm,由弹簧钢加工而成。

说明书

基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪

技术领域

本发明型涉及一种锚杆锚固力测试装置,特别是一种基于单片机的且带有报警功能的锚固力测试装置。

背景技术

自20世纪90年代以来,锚杆支护以其显著的技术和经济优越性在煤矿中获得了广泛应用,是巷道支护的一场革命。大量专家学者在支护理论、参数设计方法及效果监测方面做了大量工作,取得了很多有意义的成果。但是,锚杆支护巷道冒顶事故仍时有发生。锚杆支护效果监测是防治巷道冒顶的重要步骤。锚杆受力状态是反映锚固效果好坏的重要指标。通过监测锚杆体受力的大小,可全面了解锚杆工作状况,保证巷道支护安全性与可靠性。锚固系统工作时,当锚杆受力低于某个值或者高于某个值时,锚固系统可能失效。因此,研发新型带有报警功能的锚杆锚固力测量仪具有重要的实用价值。

发明内容

本发明型的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种基于单片机的锚杆锚固力测量仪,可以有效对锚杆安全载荷值进行检测与报警,测量精确、可?#20426;?/p>

为实现上述目的,本发明型采用下述技术方案。

一种基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪,包括承压装置、主机、和设置器,所述的承压装置内部的刚性材?#31995;?#24615;体是在数控车床上加工而成的,其内部贴有应变片,应变片组成的全桥电路的信号线由承压装置的侧面引出,并通过钢管与主机连接。

应变片的外?#23458;?#26377;硅胶,且承压装置内部密闭,对应变片及其组成的电路起保护作用。

应变片电桥电路传入主机的模拟信号,经过主机内A/D转换器处理,输出的数?#20013;?#21495;在主机数码管显示屏上显示。

主机的数码管显示屏上方有设有光敏传感器,内部设有电池,当光敏传感器得到光照之后,数码管显示屏立即显示,否则为关闭状态,?#28304;?#21040;节省电源电量的目的。

当锚杆的载荷不在安全载荷区间内时,主机上的报警器会及时报警,同时报警指?#38236;粕了浮?/p>

当锚杆的载荷在安全载荷区间值之间时,主机正常工作,即动态实时显示锚杆锚固力值。

根据不同锚杆的材质与规格,结合不同地质条件,可对锚杆锚固力测量仪进行参数设置,主要包括安全载荷区间阈值和标定参数,均由设置器来实现。

本发明型解决了锚杆锚固力及时动态监测的问题,具体有以下优点。

(1)制作简单,主机与设置器内部均为集成模块,成本?#31995;停?#33021;满足批量生产的实用要求。

(2)使用方便,测量精度高,能根据锚杆受力情况,精确地及时动态显示出锚杆锚固力值。

(3)能够对锚固预紧力进行实时监测,当锚固力不在安全载荷区间内时,可及时报警,提高了锚杆的支护效果与安全可靠性,避免了巷道冒顶等事故隐患。

本发明型可广泛应用于水利、交通、矿山等地下工程领域的地?#26159;?#20917;的监测与研?#20426;?/p>

附图说明

图1为本发明型的整体结构示意图。

图2为本发明型的承压装置结构侧视图。

图3为本发明型的刚性材?#31995;?#24615;体和所贴应变片示意图。

图4为本发明型标定阶段的示意图。

图5为本发明型的安装使用示意图。

具体实施方式

上述锚杆锚固力测试装置的使用方法包括如下步骤。

(1)压力标定:在实验室对锚杆锚固力测试装置进行压力标定,使承压装置受力均匀,并逐渐有序增加压力值,与此同时记录主机显示值与真实压力值。

(2)绘制曲线:根据得到的主机显示值与真实压力值,绘制Excel表格,生成锚杆受力值--主机显示值的关系曲线,得出相应的运算参数。

(3)参数设置?#21644;?#36807;设置器把得到的运算参数、安全载荷区间阈值输入主机,并进行验证,确保主机显示值的可靠性(在误差?#24066;矸段?#20869;)。

(4)安装使用:将已装配完成的锚杆锚固力测试装置安装在已锚固的锚杆尾部的?#20449;?#19979;部,安装螺母,使得承压装置与?#20449;?#32039;紧贴合,拧紧螺母,承压装置会受挤压使得应变片产生应变,该信号经过钢管内信号线直接输入主机中,并在主机的数码管显示屏上显示;当主机上部光敏元件接收到光源时,主机显示屏正常显示,锚杆锚固力测量仪正常工作。

关于本文
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