一種無線煤礦壓力采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無線煤礦壓力采集裝置，包括：控制器、壓力傳感器信號變換電路模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊、報警電路模塊、電源電路模塊。本實用新型設置8個頂板壓力傳感器進行數(shù)據(jù)采集，將頂板壓力的變化量轉換成4mA～20mA的電流信號傳輸?shù)矫旱V壓力數(shù)據(jù)采集裝置，通過信號變換電路將電流信號轉換成電壓信號，提高了信號變換電路的精度；采用低功耗設計，壓力數(shù)據(jù)采集裝置能夠定時采集和存儲頂板壓力數(shù)據(jù)、無線接收和處理智能分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息，提高了壓力數(shù)據(jù)采集裝置的自動化程度，降低了操作的復雜性，一定程度上提高了工作效率。
【專利說明】一種無線煤礦壓力采集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于煤礦壓力采集【技術領域】，尤其涉及一種無線煤礦壓力采集裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，我國煤礦安全事故頻繁發(fā)生，其中主要是瓦斯和頂板事故，煤礦頂板事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大。從我國煤礦事故統(tǒng)計來看，頂板事故一直居各類事故之首。
[0003]礦山壓力的觀測與控制是實現(xiàn)礦山生產(chǎn)科學管理、減少頂板事故必不可少的基礎工作。目前我國絕大多數(shù)煤礦井下頂板壓力檢測一般采用機械式、液壓式觀測儀器，精度低，工作效率低下。而較先進的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，配置復雜，采用有線的通信方式，布線、維護也比較困難。因此，研制一種新型的精度高、通信方便的煤礦壓力觀測儀器迫在眉睫。
[0004]隨著科學技術的發(fā)展，液壓技術在煤炭采掘機械中得到了愈來愈廣泛的應用。目前，我國絕大多數(shù)煤礦回采工作面采用自移式液壓支架，它以高壓液體為動力，由金屬構件和若干液壓元件組成，使支架的支撐、切頂、移架和輸送機推移等工序全部實現(xiàn)了機械化。液壓支架的使用大大地改善了回采工作面的工作條件、降低了人們的勞動強度，有效地增加了勞動安全性，使工作面的產(chǎn)量和效率得到了很大的提高，并為工作面的自動化創(chuàng)造了條件。在液壓系統(tǒng)中，壓力是非常重要的參數(shù)，當壓力超過或低于限定值時系統(tǒng)就會發(fā)生故障，從而對人身和財產(chǎn)安全構成很大威脅。液壓檢測不僅可以為綜采支架支撐的工作阻力和頂板壓力情況提供可靠的數(shù)據(jù)，而且可以通過分析該數(shù)據(jù)來預測頂板壓力，預防事故發(fā)生。可見，液壓支架的壓力檢測是非常重要的。
[0005]目前國內(nèi)大多數(shù)煤礦對支架壓力參數(shù)檢測均使用傳統(tǒng)的機械式液壓測量儀表(通常稱為機械圓圖儀)。這類儀表對支架壓力參數(shù)的獲取是靠指針在記錄紙上移動來記錄數(shù)據(jù)，常常由于記錄紙的伸縮性、曲線線條的寬度等，使得儀表的精度低、誤差大。而且數(shù)據(jù)被記錄后，每天還需要專門的工作人員取出機械圓圖儀內(nèi)的記錄紙，然后將數(shù)據(jù)經(jīng)過手工轉換到直角坐標系下再記錄存檔，工作效率低下。較先進的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)主要工作方式是將礦井下壓力等數(shù)據(jù)采集到后，通過電纜或電話線等方式傳送到井上，然后再用計算機對這些數(shù)據(jù)進行分析處理、打印等。雖然這種系統(tǒng)可連續(xù)進行監(jiān)測，信息容量大，處理功能強，并能提前進行人工預報和聲光報警，可以大大提高礦壓監(jiān)測質量，減少事故發(fā)生，但同時亦存在著價格昂貴、系統(tǒng)配置復雜和布線、維護困難等缺陷。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型為解決礦壓觀測儀存在的精度低，數(shù)據(jù)讀取和輸入計算機不便，工作效率低，操作復雜的問題而提供一種結構簡單、安裝使用方便、提高工作效率的無線煤礦壓力采集裝置。
[0007]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0008]本實用新型實施例的無線煤礦壓力采集裝置，該無線煤礦壓力采集裝置包括:控制器、壓力傳感器信號變換電路模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊、報警電路模塊、電源電路模塊；
[0009]與壓力傳感器信號變換電路模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊、報警電路模塊和電源電路模塊連接，用于通過壓力傳感器信號變換電路模塊將電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換，最后再把采集到的信號進行處理并保存到壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊，對各種的無線指令進行分析的控制器；
[0010]與無線煤礦壓力采集裝置的壓力傳感器連接，用于將壓力傳感器4mA?20mA電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換的壓力傳感器信號變換電路模塊；
[0011]用于實現(xiàn)無線煤礦壓力采集裝置無線接收和處理分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息的無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊；
[0012]用于存儲頂板壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊；
[0013]用于實現(xiàn)礦井壓力達到危險值時報警的報警電路模塊；
[0014]與控制器I連接，用于為控制器I通過穩(wěn)定電源的電源電路模塊。
[0015]本實用新型還可以采用如下技術措施:
[0016]進一步，無線煤礦壓力采集裝置的壓力傳感器采用4mA?20mA的壓力傳感器。
[0017]進一步，該無線煤礦壓力采集裝置采集壓力數(shù)據(jù)的時間為5分鐘、I小時或I周。
[0018]進一步，壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊采用2K字節(jié)的E2PR0M。
[0019]進一步，無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊采用無線電波、紅外光波或超聲波為載體。
[0020]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:由于本實用新型設置8個頂板壓力傳感器進行數(shù)據(jù)采集，將頂板壓力的變化量轉換成4mA?20mA的電流信號傳輸?shù)矫旱V壓力數(shù)據(jù)采集裝置，通過信號變換電路將電流信號轉換成電壓信號，提高了信號變換電路的精度，然后進行A / D轉換，最后再把采集到的信號進行處理并保存起來；采用低功耗設計，壓力數(shù)據(jù)采集裝置能夠定時采集和存儲頂板壓力數(shù)據(jù)、無線接收和處理智能分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息，提高了壓力數(shù)據(jù)采集裝置的自動化程度，降低了操作的復雜性，一定程度上提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例提供的無線煤礦壓力采集裝置結構示意圖；
[0022]圖中:1、控制器；2、壓力傳感器信號變換電路模塊；3、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊；4、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊；5、報警電路模塊；6、電源電路模塊。
【具體實施方式】
[0023]為能進一步了解本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:本實用新型所用到的模塊都屬于已知模塊，在購買硬件模塊時，已經(jīng)安裝有軟件。本實用新型不存在軟件或方法的創(chuàng)新。
[0024]請參閱圖1:
[0025]如圖1所示，本實用新型實施例的無線煤礦壓力采集裝置主要由控制器1、壓力傳感器信號變換電路模塊2、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊3、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊4、報警電路模塊5、電源電路模塊6組成；
[0026]與壓力傳感器信號變換電路模塊2、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊3、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊4、報警電路模塊5和電源電路模塊6連接，用于通過壓力傳感器信號變換電路模塊2將電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換，最后再把采集到的信號進行處理并保存到壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊4，對各種的無線指令進行分析的控制器I ;
[0027]與無線煤礦壓力采集裝置的壓力傳感器連接，用于將壓力傳感器4mA?20mA電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換的壓力傳感器信號變換電路模塊2;
[0028]用于實現(xiàn)無線煤礦壓力采集裝置無線接收和處理分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息的無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊3 ；
[0029]用于存儲頂板壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊4 ；
[0030]用于實現(xiàn)礦井壓力達到危險值時報警的報警電路模塊5 ;無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊5采用無線電波、紅外光波或超聲波為載體。
[0031]與控制器I連接，用于為控制器I通過穩(wěn)定電源的電源電路模塊6。
[0032]本實用新型可以對8個頂板壓力傳感器進行數(shù)據(jù)采集，在頂板壓力傳感器采用的是標準4mA?20mA的壓力傳感器,壓力傳感器將頂板壓力的變化量轉換成4mA?20mA的電流信號傳輸?shù)矫旱V壓力數(shù)據(jù)采集裝置，通過壓力傳感器信號變換電路模塊將電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換，最后再把采集到的信號進行處理并保存起來，煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置能夠定時采集和存儲頂板壓力數(shù)據(jù)、無線接收和處理智能分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息。
[0033]本實用新型煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的主要功能
[0034](I)定時采集各點壓力傳感器的壓力信號，且定時時間可由智能分析裝置的命令更改；在裝置實時時鐘的壓力數(shù)據(jù)采集定時時間到后，開始順序采集壓力數(shù)據(jù)；裝置默認采集壓力數(shù)據(jù)的時間為I小時，也可根據(jù)需要，通過智能分析裝置命令設置，最小為5分鐘采集一次壓力數(shù)據(jù)，最大為I周采集一次數(shù)據(jù)；
[0035](2)保存壓力數(shù)據(jù)；對壓力數(shù)據(jù)軟件濾波，并將采集的壓力數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)的時間按照規(guī)定的格式保存起來；
[0036](3)無線發(fā)送所采集到的壓力數(shù)據(jù)；當接收到智能分析裝置發(fā)送過來的壓力數(shù)據(jù)讀取命令后，煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置通過無線的方式將已存儲的壓力數(shù)據(jù)送回給智能分析裝置，并將已發(fā)送出去的壓力數(shù)據(jù)刪除；
[0037](4)校準系統(tǒng)實時時鐘；當接收到智能分析裝置發(fā)送過來的系統(tǒng)實時時鐘校準命令后，煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置從命令信息中提取新的實時時鐘信息，重新對實時時鐘進行設置；
[0038](5)無線中繼傳輸各種命令；當煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置接收到的命令信息的目標地址不是自己，既不是對本機進行操作的命令信息時，會在靜態(tài)路徑表中查找下一中繼節(jié)點地址，并將接收到的命令信息轉換成中繼命令，發(fā)送給下一節(jié)點，然后將自身的無線數(shù)傳模塊設置為專用頻道，等待中繼回傳數(shù)據(jù)。從而實現(xiàn)了信息的中繼傳輸。
[0039]本實用新型的煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的技術性能指標如下:
[0040]在本實用新型中采用的頂板壓力傳感器的信號是4mA?20mA的標準電流信號，壓力傳感器信號變換電路模塊采用的是精度0.1%的150歐姆的精密電阻，將4mA?20mA的標準電流信號轉換成0.6?3V的電壓信號，所以前端信號變換電路的精度為0.1% ;
[0041]使用定時采集的方法對頂板壓力進行采集，定時時間間隔可以根據(jù)用戶的需要重新進行設置，一般默認的時間間隔為I小時，用戶可根據(jù)各個煤礦的需要最小設置為每5分鐘采集一次，最大到一周采集一次；
[0042]壓力采樣定時時間到后，煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置開始順序對8路頂板壓力傳感器進行采集，并將各路采集的信號經(jīng)過數(shù)字濾波處理之后得到的壓力數(shù)據(jù)(由于是1bitA /D轉換，故每路壓力數(shù)據(jù)占2個字節(jié))、時間信息(2個字節(jié))和該裝置的地址信息(2個字節(jié))一起保存起來，共20個字節(jié)；
[0043]為保證有足夠的空間來存儲采集到的壓力數(shù)據(jù)，設計時采用了 2K字節(jié)的E2PR0M。
[0044]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種無線煤礦壓力采集裝置，其特征在于，該無線煤礦壓力采集裝置包括:控制器、壓力傳感器信號變換電路模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊、報警電路模塊、電源電路模塊； 與壓力傳感器信號變換電路模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊、報警電路模塊和電源電路模塊連接，用于通過壓力傳感器信號變換電路模塊將電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換，最后再把采集到的信號進行處理并保存到壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊，對各種的無線指令進行分析的控制器； 與無線煤礦壓力采集裝置的壓力傳感器連接，用于將壓力傳感器4mA?20mA電流信號轉換成電壓信號，然后進行A / D轉換的壓力傳感器信號變換電路模塊； 用于實現(xiàn)無線煤礦壓力采集裝置無線接收和處理分析裝置的各種無線命令、無線中繼傳輸各種中繼命令和數(shù)據(jù)信息的無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊； 用于存儲頂板壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊； 用于實現(xiàn)礦井壓力達到危險值時報警的報警電路模塊； 與控制器連接，用于為控制器通過穩(wěn)定電源的電源電路模塊。
2.如權利要求1所述的無線煤礦壓力采集裝置，其特征在于，無線煤礦壓力采集裝置的壓力傳感器米用4mA?20mA的壓力傳感器。
3.如權利要求1所述的無線煤礦壓力采集裝置，其特征在于，該無線煤礦壓力采集裝置采集壓力數(shù)據(jù)的時間為5分鐘、I小時或I周。
4.如權利要求1所述的無線煤礦壓力采集裝置，其特征在于，壓力數(shù)據(jù)存儲電路模塊采用2K字節(jié)的E2PROM。
5.如權利要求1所述的無線煤礦壓力采集裝置，其特征在于，無線數(shù)據(jù)傳輸電路模塊采用無線電波、紅外光波或超聲波為載體。
【文檔編號】G01L19/08GK203838869SQ201420099236
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】何善義, 張慶, 王國喜 申請人:何善義, 張慶