基于单片机的应变式锚杆锚固力测量仪制造技术

技术编号:15051962 阅读:115 留言:0更新日期:2017-04-05 23:00
本发明专利技术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。本发明专利技术型设计时,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。本发明专利技术型具有自动、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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、可靠。为实现上述目的,本专利技术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料弹性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。应变片的外部涂有硅胶,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,输出的数字信号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,以达到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,同时报警指示灯闪烁。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。本专利技术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,成本较低,能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。本专利技术型可广泛应用于水利、交通、矿山等地下工程领域的地质情况的监测与研究。附图说明图1为本专利技术型的整体结构示意图。图2为本专利技术型的承压装置结构侧视图。图3为本专利技术型的刚性材料弹性体和所贴应变片示意图。图4为本专利技术型标定阶段的示意图。图5为本专利技术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:通过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(在误差允许范围内)。(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托盘下部,安装螺母,使得承压装置与托盘紧紧贴合,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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)内部的刚性材料弹性体(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)、报警指示灯(5)、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。

【技术特征摘要】
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)内部的刚性材料弹性体(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)、报警指示灯(5)、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...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘少伟尚鹏翔孙俊岭张辉徐学峰张玉竞岳杰常建超
申请(专利权)人:河南理工大学
类型:发明
国别省市:河南;41

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