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服务产品-GYW25矿用围岩应力传感器

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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 

  GYW25矿用本安型围岩应力传感器(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。适用于因采动影响煤层或岩层内部应力场变化的测量,主要用于煤层或岩层内部应力场变化的测量,如工作面煤层超前支撑应力,预留煤柱的支撑应力等。应力测量是研究采场动压作用规律的重要手段之一,可用于采场冲击地压初期预测和趋势分析。 

  本产品执行常州迪泰科特测控设备有限公司企业标准《Q/DM059-2015》。 

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)工作电压:直流 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≥800Ω;4mA~20mA时≥200Ω。 

  3.4 传感器具有采用遥控器调校的功能; 

  3.5 测量范围:(0~25.0)MPa。 

  3.6 分辨率:0.1MPa。 

  3.7 基本误差:≤2.0%(F.S.)。

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:250 mm×130mm×50 mm; 
  b) 应力感应头外形尺寸:Φ36mm×140mm。 

  c) 重量:约2kg。

 

 

  图1 传感器外形图 

  4.2 主要工作原理 

  本传感器采用惠斯通电桥原理,无应力时, 电桥两臂电压相等,此时无信号输出。应力信号作用于电桥上时, 会引起电桥不平衡,电桥输出电压与所加的应力成对应比例关系。 

  对电桥输出的电压信号进行滤波、放大和AD转换后,送单片机进行处理,通过数码管显示应力值的同时,转换成电信号送给分站。 

  本传感器还集成了红外调校功能,其基本原理如下图2。

5  使用与接线 

  5.1 安装 
   

  图3  传感器安装示意图 

  1、如图3所示,围岩应力传感器采用钻孔探入式固定安装。 

  2、采用直径为Φ42mm~Φ46mm的钻头垂直于煤壁钻孔,如煤层有倾角,应保持孔轴线与煤层平面平行。孔口与巷道底板距离为1.0~1.5m;钻孔深度根据测量方案确定,不同的测点钻孔深度不同。 

  3、用风或水压清洗钻孔,将传感器探头的受力面朝上,用带有固定柱的安装杆将传感器探头缓慢推入。注意:在推入传感器探头时不可将安装杆旋转,应保持一个方向。如图4所示。 

  4、将传感器信号线、电源线接入分站。 
   

  图4  应力传感器探头 

  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5,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。 
   

  图5 显示指示图 

  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

-

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6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6  FYF3型遥控发送器 

      7.1调零 

      传感器置于空气中(0MPa),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“10.00”即可。 

      7.2 校准 

      给传感器加固定的压力(20.0MPa左右),稳定后,如果传感器显示的应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,调整数码管显示的应力值和所施加的固定压力值相同。 

      7.3 传感器的报警测试功能 

      本传感器设有报警测试功能。用户需要测试时,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”,然后分别按“▲”和“▼”键对数码管显示应力值进行调整,调整步进为0.5MPa,此时所有输出信号值和传感器显示值一致(该功能主要模拟实际围岩应力值,传感器将输出与显示之相对应的频率信号、电流信号或RS485信号,以便检测传感器输出是否正常)。 

      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 
          我公司的围岩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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