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服务产品-GYM400矿用锚杆(索)应力传感器

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  • 描述
  • 环境条件
  • 主要技术参数
  • 主要结构特征及工作原理
  • 使用和操作
  • 使用注意事项
  • 常见故障处理与维修
  • 运输、贮存
  • 附件及资料

1  概述 

  GYM400矿用锚杆锚索应力传感器(以下简称传感器)是一种允许在煤矿井下爆炸性环境中正常使用的矿用本质安全型设备。主要应用于井下巷道的应力检测。传感器采用高精度的称重传感器,可以精确监测锚杆锚索的应力变化。 

  本产品执行常州迪泰科特测控设备有限公司企业标准《Q/DM046-2014》。 

2  适应的环境条件 

  a) 环境温度:0℃~40℃; 

  b) 平均相对湿度:不大于95%(25℃); 

  c) 大气压力:80kPa~106kPa; 

  d) 煤矿井下有瓦斯,煤尘爆炸危险的环境。 

  e) 无强烈震动和冲击的地方。 

  f) 无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的地方。

3  主要技术参数 

  3.1 防爆型式                                     

  矿用本质安全型,防爆标志为:“Exib I Mb”。 

  3.2 工作电源 

  a)额定工作电压:d.c 9V~24V; 

  b)工作电流:≤ 40mA。 

  3.3  输出信号 

  3.3.1 RS485通讯方式 

  a) 半双工传输方式,传输速率:2400bps; 

  b) 最大传输距离:2km(使用MHYV煤矿用阻燃电缆,其单芯截面积为1.5 mm2); 

  c) 工作电压峰峰值≥3V。 

  3.3.2 频率传输方式 

  a) (200~1000)Hz; 

  b) 输出高电平不小于3V(输出电流为2mA时),低电平不大于0.5V,脉冲宽度大于0.3ms。 

  3.3.3 电流传输方式 

  a) 1mA~5mA或4mA~20mA (线性对应量程,也可选择0mA~5mA或0mA~20mA); 

  b) 最大带载能力:1mA~5mA时≥1000Ω;4mA~20mA时≥250Ω。 

  3.4 传感器具有采用遥控器调校的功能; 

  3.5 测量范围:(0~400)KN。 

  3.6 分辨率:1KN。 

  3.7 基本误差:≤5.0%(F.S.)。 

  3.8 功能 

  3.8.1 传感器具应力测量功能,可实时监测应力值,并将应力值转换为频率信号、电流信号或RS485数字信号进行传输。 

  3.8.2 声光报警功能 

  a) 传感器能在0~400KN测量范围内可任意设置报警点(出厂设为200KN),报警显示值与设定值的差值≤±2KN。 

  b) 报警声级强度在其1m远处的声响信号的声级≥80 dB(A);光信号在黑暗环境中20 m远处清晰可见。 

  c) 测量值大于报警点时报警。

4  主要结构特征及工作原理 

  4.1 外形尺寸及重量 

  a) 本体外形尺寸:240 mm×130mm×50 mm; 

  b) 应力感应头外形尺寸:Φ70mm×45mm。 

  c) 重量:约2kg。 
   

  图1 传感器外形图 

  4.2 主要工作原理 

  应力探头内部由四个金属压敏电阻组成惠斯通电桥,无应力时, 电桥两臂电压相等,此时无信号输出。应力信号作用于金属压敏电阻上时, 压敏电阻的阻值随应力而变化, 引起电桥不平衡,电桥输出电压的变化与差压变化成对应比例关系。 

  锚杆锚索传感器可以测量作用在传感器上的总荷载,输出对应的电压信号。电压信号经滤波、放大处理后进行AD转换,单片机经过数学计算,转换成对应的数字量,通过数码管显示应力值,同时输出485信号、频率信号或电流信号。 

  可以通过红外遥控器对应力传感器进行调校。 

  可以通过红外遥控器对应力传感器进行报警点设置。

5  使用与接线 

  5.1 安装 

  锚杆(索)应力传感器应和顶板位移传感器一同安设,并安设在同一断面上,必须在锚杆、锚索安装的同时一并安设,安装时分别安设在巷道的两帮和顶板的中部,安装完成后的初读数不得小于锚杆、锚索规定的初锚力。 

  (5)安装步骤 

  应力传感器采用穿孔式固定安装。将传感器安装锚杆的托盘和紧固螺母之间,传感器安装时要注意居中,偏离中心安装时会造成一定的测量误差。建议传感器在巷道掘进过程中安装,若在回采巷道锚杆上安装传感器时,要注意局部顶板安全。安装方法如图3所示。安装步骤如下: 

  (1)在巷道的顶部截面的三分之一处钻一个孔,孔深根据锚杆而定 

  (2)孔钻好后装入锚杆,锚杆露出巷道壁的长度为:140mm~200mm。 

  (3)先放入托盘,将传感器穿入锚杆或锚索中,保持传感器居中,旋紧锚杆的紧固螺母。如果是锚索用涨拉机将锚索涨紧。 

  (4)将信号线、电源线接入分站。 
   

  图3  传感器按照示意图 

  5.2 接线 

  传感器出厂时配有矿用4芯电缆(MHYV煤矿用阻燃电缆,其单芯截面积为1.5mm2),电缆有与传感器配对的4芯接头,电缆各芯的代表意义表1。 

  表1接线规则表 


                线色 

      信号类型

绿

RS485信号

485-A

485-B

电源负

电源正

频率信号

电源负

电源负

频率输出正

电源正

电流信号

电源负

电源负

电流输出正

电源正

6  数码管及LED显示说明  

  数码管的分布见图4,第一位为功能显示,后三位显示应力值,左边的发光二极管为指示灯,最末位的小数点亮,表示传感器工作电压超出范围。 
 
  

指示灯在各种型号中的状态及作用如表2所说明: 

  表2



               
      状态 

      信号类型

闪烁

RS485信号

正常但不在通信状态

正常且在通信

故障

频率、电流信号

正常

故障

开路

7  传感器的遥控器调整 

  应力传感器可使用我公司的FYF3型遥控发送器进行调整,其外型如图5所示,在传感器中只需使用用其中“功能”、 “▲”、“▼” 3个按键。

  • 注意:

  • 1. 所有参数调整后,传感器会自动保存;

  • 2. 遥控器调整完毕后,都需要按“功能”键使首位不显示,或者同时按“S1”、“S2”键即,才能返回测量状态。

  •  

      图5  FYF3型遥控发送器 

      7.1 校准

  •  a)调零:传感器置于空气中(0KN),上电稳定后,按遥控器上的“功能”键,第一位数码管显示“1”,再按“▼”键,使后三位数码管显示为零,即可完成传感器的调零工作。如果传感器首位显示“-1”,表示传感器负偏,按“▲” 键使传感器“1000”即可。

  • b)校准:给传感器加固定的压力(320KN左右),稳定后,如果传感器显示的压力值与所施加的固定压力值不相等,按遥控器上的“功能”键2次,直到第一位数码管显示“2”,然后再根据需要按“▲”或“▼”键,调整数码管显示的压力值和所施加的固定压力值相同。 

      7.2  报警点调整 

      本传感器设有声光报警功能(上限报警),报警门限可由遥控器设定,操作方法如下: 

      按遥控器上的“功能”键3次,直到第一位数码管显示“3”,然后再根据需要分别按“▲”和“▼”键可以增大或减小报警点。报警点在0~400KN范围内可调; 

      7.3 传感器的报警测试功能 

      本传感器设有报警测试功能,操作方法如下:按遥控器上的“功能”键,直到第一位数码管显示“5”,数码管显示量程的一半,所有输出和实际测量值为量程的一半时相同。 

      7.4 输出电流的调整(只有是电流输出方式才需要) 

      电流输出的传感器,在现场如果需要对输出电流进行校正时(一般不需要),按控器上的“功能”键,直到第一位数码管显示“6”,然后按分别按“▲”和“▼”键可以对零点输出电流进行调整;第一位数码管显示“7”时,按同样方法可以对满量程的输出电流进行调整。

    8  使用的注意事项 

      8.1 注意正确接线,以免损坏设备。 

      8.2 接线前应明确分站接入信号的制式和接入信号的类型。 

      8.3 本安产品不得随意与其他未经过联检的设备连接。 

      8.4 在煤矿井下严禁随意拆卸、检修,非专业人员请勿随意检修。 

      8.5 维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号。

    9  故障处理与维修 

      常见故障处理与维修见表3。 

      表3



          序号故障现象

    可能造成原因

    排除方法

    1

    通电无反应

    供电电源无输入

    检查供电设备和电源线

    2

    4位数码管不显示

    传感器没有工作

    检查单片机和电源芯片

    3

    输出信号异常

    信号输出线接错

    检查接线

    信号输出线断路、短路或接触不好

    检查接线

    分站或传感器故障

    检查分站或传感器

    10  运输、贮存 

      10.1 运输 
        
    包装后的传感器,在避免雨雪直接淋袭的条件下,可适用于水运、陆运及空运等各种运输方式。   

      10.2 贮存 

       包装后的传感器能在温度为-10℃~+40℃,相对湿度不大于90%的环境中贮存12个月以上。 

      11  订货须知 
          我公司的锚杆锚索应力传感器输出信号有3种类型,订货时应明确输出信号的制式。

    12  附件及资料 

      使用说明书       1份 

      产品合格证       1份 

      装箱单           1份 

      遥控器           1只

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