粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统技术方案

本实用新型专利技术属于矿井安全开采监测设备，特别涉及一种粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统，包括传感器（1）、推进装置（2）、电源信号线（4）、监测仪（3），它们的连接关系如下：传感器连接推进装置（2），而且传感器（1）与监测仪（3）之间用电源信号线（4）连接，推进装置（2）用于将传感器（1）推入或拉出监测仪（3）上的传感器安装孔；监测仪（3）的电路原理图中包括控制电路（3-1），开关电路（3-2）、电源电路（3-3）、显示电路（3-4）和传感器电路（3-5）；粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统及监测方法可以实时监测反映煤岩体变形破裂的过程与剧烈程度，进行煤岩应力测定，该方法测定方便，花费时间短，节省人力物力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于矿井安全开采监测设备，特别涉及一种粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统。
技术介绍
目前，矿井尤其是煤矿现场工作面的前方与巷道两侧煤岩的应力状态与“三区”的分布，一般是根据经验理论进行推测，很少进行实际测量确定。对于矿压监测一般使用动态应变仪或者矿压仪通过测定顶板下沉量、下沉速度和支持载荷等参数进行测试，锚皸巷道采用测力锚杆与静态电阻应变仪联合对巷道受力状态进行监测。常规的监测预报方法主要为接触式，费工费时，难以直接准确测定工作面前方应力状态。而且人工操作的监测和煤岩体分布不均匀的影响，使监测效果不稳定、不准确，不能保证煤矿的安全开采，甚至对煤矿工人的安全也会受到影响。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、安全可靠、监测准确的粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统。本技术解决技术问题采用的技术方案是粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统包括传感器、推进装置、电源信号线、监测仪，其特点是它们的连接关系如下传感器连接推进装置，而且传感器与监测仪之间用电源信号线连接，推进装置用于将传感器推入或拉出监测仪上的传感器安装孔；监测仪的电路原理图中包括控制电路，开关电路、电源电路、显示电路和传感器电路；其中控制电路中包括ATMEGA128单片机U1、日历时针芯片U2、电感器T1、三极管Q1、蜂鸣器FG、晶振器电阻(R9、电池Β \、电容C^C13,它们的连接关系是单片机U1的11、12脚分别接电阻R3、R4的一端，R3的另一端接地，R4的另一端接3. 3V电源，单片机U1的7、10、58、61、65脚接地，单片机仏的15脚接电阻R5的一端，R5的另一端接三极管Q1的基极，Q1的集电极接蜂鸣器FG的I脚，FG的2脚接电源VDD，Q1的发射极接地，单片机U1的17、18脚分别接晶振器Y1的两端、电容C9、C8的一端，C8, C9另一端接地，单片机U1的25脚分别接传感器电路中施密特触发器U3E、U3D、U3F的10、8、12脚和电容C18的一端，单片机U1的31脚接电源电路中电源芯片U5的3脚，单片机U1的33脚接电阻R6的一端，R6另一端接地，单片机U1的20、24、35、45、55脚接地，单片机仏的56、57脚分别接晶振器Y2的两端、电容C1(l、C11的一端，C10, C11和晶振器Y2的另两端接地，单片机U1的36 40脚分别接显示电路中液晶显示器U3的5 1脚，单片机仏的41、42、43脚分别接日历时钟芯片U2的5、6、7脚、电阻R7、R8、R9的一端，电阻R7、R8、R9的另一端接3. 3V电源，单片机U1的50、51、52、53脚分别接开关电路中按键S4、S3、S2、S1的一端、电阻Rltl、Rn、R12、R13的一端，单片机U1的21、22脚接电容C7的一端，C7另一端接地，单片机U1的23、34、44、54脚接电容C4> C5, C6的一端和3. 3V电源，C4, C5, C6另一端接地，单片机U1的的59脚接电容C3的一端、电感器T1的一端，C3另一端接地，电感器T1另一端接3. 3V电源，单片机U1的60脚接电容C2的一端，C2的另一端接地，单片机U1的的62脚接电容C1的一端，C1的另一端接地，单片机U1的63脚接电阻Rp R2的一端，R1的另一端接VDD，R2另一端接地，日历时钟芯片U2的I脚接3. 3V电源，U2的2、3脚分别接晶振器Y3的两端、电容C13、C12的一端，C13、C12另一端接地，U2的4脚接地，U2的8脚接电池BT1的正极，BT1的负极接地，电阻R7、R8、R9的另一端接3. 3V电源；开关电路中包括按键S^S4、电阻RltTR13 ;它们的连接关系是按键S^S4的另一端接地，电阻RltTR13S—端接3. 3V电源；电源电路中包括电源芯片U4、U5、电容C14 C16、电解电容C3tl、电池BT2 ;它们的连接关系是电源芯片U4的1、3脚接电容C16的一端、电源芯片U5的I脚、电解电容C3tl的正极、电池BT2的2脚，电池BT2的I脚接电解电容C3tl的负极和地，电源芯片U4的2脚接电容C16的另一端和地，U4的5脚接电容C14的一端和3. 3V电源，C4的另一端接地，电源芯片U5的2脚接地，U5的5脚接电容C15的一端和电源VDD，C15另一端接地；显示电路中包括液晶显示器U3、电容C21I29 ;它们的连接关系是液晶显示器U3的6脚接3. 3V电源，U3的7脚接电容C29的一端和地，U3的8脚接C29另一端，U3的9脚接电容C21的一端，C21另一端接U3的10脚和电容C28的一端，C28的另一端接U3的11脚，U3的12、13脚分别接电容C27的两端，U3的14 18脚分别接电容C26 C22的一端，C26^C22另一端接 数管GM、稳压二极管D2、D3、二极管D1、变压器T、三极管Q2、电阻R14 R16、电容C17 C2Q ;它们的连接关系是变压器T的I脚接电阻R14的一端和电源VDD，变压器T的2脚接三极管Q2的集电极，T的5脚接Q2的基极，Q2的发射极接地，T的6脚接电阻R14的另一端，T的3脚接二极管D1的一端，T的4脚接电容C19的一端和地，二极管D1的另一端接电容C19另一端、稳压二极管D2的一端、电阻R15、电容C2tl的一端，C20另一端接地，D2的另一端接稳压二极管D3的一端，D3的另一端接电容C17的一端，电阻R15另一端接盖革计数管GM的一端，GM的另一端接电阻R16的一端、电容C17另一端、施密特触发器U3A的3脚，U3C的I脚、U3B的5脚，施密特触发器U3A的2脚接U3F的13脚，U3B的4脚接U3E的11脚，U3C的6脚接U3D的9脚，电阻R16的另一端接地。本技术的有益效果是粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统可以实时监测反映煤岩体变形破裂的过程与剧烈程度，进行煤岩应力测定，不受人工操作等人为因素和煤岩体分布不均匀的影响，信息的接收、传输比较简单，对生产影响小，准确性高，可与矿井监控系统联网，实现地面预测预报，大幅度降低监测费用，该方法测定方便，花费时间短，节省人力物力。以下结合附图以实施例具体说明。图I是粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统的结构连接关系图。图2是图I中监测仪的电路原理图。图中，I-传感器；2_推进装置；3_监测仪；3-1_控制电路；3-2_开关电路；3_3_电源电路；3_4_显不电路；3_5_传感器电路；4_电源/[目号线。具体实施方式实施例，参照附附图说明图1，粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统中的传感器I连接推进装置2，推进装置2将传感器I推入到监测仪3内，并且将传感器I从监测仪3中拉出，传感器I与监测仪3之间用电源信号线4连接，监测仪3的电路原理图(参照附图2)中包括控制电路3-1、开关电路3-2、电源电路3-3、显示电路3-4、变压电路3_5。其中控制电路3_1中包括ATMEGA128单片机U1'日历时针芯片U2、电感器T1、三极管Q1、蜂鸣器FG、晶振器Y1'Y2> Y3、电阻(R9、电池BT1、电容C广C13，它们的连接关系是单片机U1的11、12脚分别接电阻R3、R4的一端，R3的另一端接地，R4的另一端接3. 3V电源，单片机U1的7、10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子辐射监测矿井岩层应力状态系统，包括传感器（1）、推进装置（2）、电源信号线（4）、监测仪（3），其特征在于它们的连接关系如下：传感器连接推进装置（2），而且传感器（1）与监测仪（3）之间用电源信号线（4）连接，推进装置（2）用于将传感器（1）推入或拉出监测仪（3）上的传感器安装孔；监测仪（3）的电路原理图中包括控制电路（3？1），开关电路（3？2）、电源电路（3？3）、显示电路（3？4）和传感器电路（3？5）；其中控制电路（3？1）中包括ATMEGA128单片机U1、日历时针芯片U2、电感器T1、三极管Q1、蜂鸣器FG、晶振器Y1、Y2、Y3、电阻R1~R9、电池BT1、电容C1~C13，它们的连接关系是：单片机U1的11、12脚分别接电阻R3、R4的一端，R3的另一端接地，R4的另一端接3.3V电源，单片机U1的7、10、58、61、65脚接地，单片机U1的15脚接电阻R5的一端，R5的另一端接三极管Q1的基极，Q1的集电极接蜂鸣器FG的1脚，FG的2脚接电源VDD，Q1的发射极接地，单片机U1的17、18脚分别接晶振器Y1的两端、电容C9、C8的一端，C8、C9另一端接地，单片机U1的25脚分别接传感器电路（3？5）中施密特触发器U3E、U3D、U3F的10、8、12脚和电容C18的一端，单片机U1的31脚接电源电路（3？3）中电源芯片U5的3脚，单片机U1的33脚接电阻R6的一端，R6另一端接地，单片机U1的20、24、35、45、55脚接地，单片机U1的56、57脚分别接晶振器Y2的两端、电容C10、C11的一端，C10、C11和晶振器Y2的另两端接地，单片机U1的36~40脚分别接显示电路（3？4）中液晶显示器U3的5~1脚，单片机U1的41、42、43脚分别接日历时钟芯片U2的5、6、7脚、电阻R7、R8、R9的一端，电阻R7、R8、R9的另一端接3.3V电源，单片机U1的50、51、52、53脚分别接开关电路（3？2）中按键S4、S3、S2、S1的一端、电阻R10、R11、R12、R13的一端，单片机U1的21、22脚接电容C7的一端，C7另一端接地，单片机U1的23、34、44、54脚接电容C4、C5、C6的一端和3.3V电源，C4、C5、C6另一端接地，单片机U1的的59脚接电容C3的一端、电感器T1的一端，C3另一端接地，电感器T1另一端接3.3V电源，单片机U1的60脚接电容C2的一端，C2的另一端接地，单片机U1的的62脚接电容C1的一端，C1的另一端接地，单片机U1的63脚接电阻R1、R2的一端，R1的另一端接VDD，R2另一端接地，日历时钟芯片U2的1脚接3.3V电源，U2的2、3脚分别接晶振器Y3的两端、电容C13、C12的一端，C13、C12另一端接地，U2的4脚接地，U2的8脚接电池BT1的正极，BT1的负极接地，电阻R7、R8、R9的另一端接3.3V电源；开关电路（3？2）中包括：按键S1~S4、电阻R10~R13；它们的连接关系是：按键S1~S4的另一端接地，电阻R10~R13另一端接3.3V电源；电源电路（3？3）中包括电源芯片U4、U5、电容C14~C16、电解电容C30、电池BT2；它们的连接关系是：电源芯片U4的1、3脚接电容C16的一端、电源芯片U5的1脚、电解电容C30的正极、电池BT2的2脚，电池BT2的1脚接电解电容C30的负极和地，电源芯片U4的2脚接电容C16的另一端和地，U4的5脚接电容C14的一端和3.3V电源，C4的另一端接地，电源芯片U5的2脚接地，U5的5脚接电容C15的一端和电源VDD，C15另一端接地；显示电路（3？4）中包括液晶显示器U3、电容C21~C29；它们的连接关系是：液晶显示器U3的6脚接3.3V电源，U3的7脚接电容C29的一端和地，U3的8脚接C29另一端，U3的9脚接电容C21的一端，C21另一端接U3的10脚和电容C28的一端，C28的另一端接U3的11脚，U3的12、13脚分别接电容C27的两端，U3的14~18脚分别接电容C26~C22的一端，C26~C22另一端接U3的19、20脚和地，传感器电路（3？5）中包括：施密特触发器U3A、U3B、U3C、U3D、U3E、U3F、盖革计数管GM、稳压二极管D2、D3、二极管D1、变压器T、三极管Q2、电阻R14~R16、电容C17~C20；它们的连接关系是：变压器T的1脚接电阻R14的一端和电源VDD，变压器T的2脚接三极管Q2的集电极，T的5脚接Q2的基极，Q2的发射极接地，T的6...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘一山，李忠华，冀常鹏，李国臻，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：实用新型
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