1 概述
GYM400礦用錨桿錨索應力傳感器(以下簡稱傳感器)是一種允許在煤礦井下爆炸性環(huán)境中正常使用的礦用本質安全型設備。主要應用于井下巷道的應力檢測。傳感器采用高精度的稱重傳感器,可以精確監(jiān)測錨桿錨索的應力變化。
本產品執(zhí)行常州迪泰科特測控設備有限公司企業(yè)標準《Q/DM046-2014》。
2 適應的環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度:0℃~40℃;
b) 平均相對濕度:不大于95%(25℃);
c) 大氣壓力:80kPa~106kPa;
d) 煤礦井下有瓦斯,煤塵爆炸危險的環(huán)境。
e) 無強烈震動和沖擊的地方。
f) 無破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的地方。
3 主要技術參數
3.1 防爆型式
礦用本質安全型,防爆標志為:“Exib I Mb”。
3.2 工作電源
a)額定工作電壓:d.c 9V~24V;
b)工作電流:≤ 40mA。
3.3 輸出信號
3.3.1 RS485通訊方式
a) 半雙工傳輸方式,傳輸速率:2400bps;
b) 最大傳輸距離:2km(使用MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5 mm2);
c) 工作電壓峰峰值≥3V。
3.3.2 頻率傳輸方式
a) (200~1000)Hz;
b) 輸出高電平不小于3V(輸出電流為2mA時),低電平不大于0.5V,脈沖寬度大于0.3ms。
3.3.3 電流傳輸方式
a) 1mA~5mA或4mA~20mA (線性對應量程,也可選擇0mA~5mA或0mA~20mA);
b) 最大帶載能力:1mA~5mA時≥1000Ω;4mA~20mA時≥250Ω。
3.4 傳感器具有采用遙控器調校的功能;
3.5 測量范圍:(0~400)KN。
3.6 分辨率:1KN。
3.7 基本誤差:≤5.0%(F.S.)。
3.8 功能
3.8.1 傳感器具應力測量功能,可實時監(jiān)測應力值,并將應力值轉換為頻率信號、電流信號或RS485數字信號進行傳輸。
3.8.2 聲光報警功能
a) 傳感器能在0~400KN測量范圍內可任意設置報警點(出廠設為200KN),報警顯示值與設定值的差值≤±2KN。
b) 報警聲級強度在其1m遠處的聲響信號的聲級≥80 dB(A);光信號在黑暗環(huán)境中20 m遠處清晰可見。
c) 測量值大于報警點時報警。
4 主要結構特征及工作原理
4.1 外形尺寸及重量
a) 本體外形尺寸:240 mm×130mm×50 mm;
b) 應力感應頭外形尺寸:Φ70mm×45mm。
c) 重量:約2kg。
圖1 傳感器外形圖
4.2 主要工作原理
應力探頭內部由四個金屬壓敏電阻組成惠斯通電橋,無應力時, 電橋兩臂電壓相等,此時無信號輸出。應力信號作用于金屬壓敏電阻上時, 壓敏電阻的阻值隨應力而變化, 引起電橋不平衡,電橋輸出電壓的變化與差壓變化成對應比例關系。
錨桿錨索傳感器可以測量作用在傳感器上的總荷載,輸出對應的電壓信號。電壓信號經濾波、放大處理后進行AD轉換,單片機經過數學計算,轉換成對應的數字量,通過數碼管顯示應力值,同時輸出485信號、頻率信號或電流信號。
可以通過紅外遙控器對應力傳感器進行調校。
可以通過紅外遙控器對應力傳感器進行報警點設置。
5 使用與接線
5.1 安裝
錨桿(索)應力傳感器應和頂板位移傳感器一同安設,并安設在同一斷面上,必須在錨桿、錨索安裝的同時一并安設,安裝時分別安設在巷道的兩幫和頂板的中部,安裝完成后的初讀數不得小于錨桿、錨索規(guī)定的初錨力。
(5)安裝步驟
應力傳感器采用穿孔式固定安裝。將傳感器安裝錨桿的托盤和緊固螺母之間,傳感器安裝時要注意居中,偏離中心安裝時會造成一定的測量誤差。建議傳感器在巷道掘進過程中安裝,若在回采巷道錨桿上安裝傳感器時,要注意局部頂板安全。安裝方法如圖3所示。安裝步驟如下:
(1)在巷道的頂部截面的三分之一處鉆一個孔,孔深根據錨桿而定
(2)孔鉆好后裝入錨桿,錨桿露出巷道壁的長度為:140mm~200mm。
(3)先放入托盤,將傳感器穿入錨桿或錨索中,保持傳感器居中,旋緊錨桿的緊固螺母。如果是錨索用漲拉機將錨索漲緊。
(4)將信號線、電源線接入分站。
圖3 傳感器按照示意圖
5.2 接線
傳感器出廠時配有礦用4芯電纜(MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5mm2),電纜有與傳感器配對的4芯接頭,電纜各芯的代表意義表1。
表1接線規(guī)則表
線色 信號類型 | 藍 | 綠 | 白 | 紅 |
RS485信號 | 485-A | 485-B | 電源負 | 電源正 |
頻率信號 | 電源負 | 電源負 | 頻率輸出正 | 電源正 |
電流信號 | 電源負 | 電源負 | 電流輸出正 | 電源正 |
6 數碼管及LED顯示說明
數碼管的分布見圖4,第一位為功能顯示,后三位顯示應力值,左邊的發(fā)光二極管為指示燈,最末位的小數點亮,表示傳感器工作電壓超出范圍。
指示燈在各種型號中的狀態(tài)及作用如表2所說明:
表2
狀態(tài) 信號類型 | 亮 | 閃爍 | 滅 |
RS485信號 | 正常但不在通信狀態(tài) | 正常且在通信 | 故障 |
頻率、電流信號 | 正常 | 故障 | 開路 |
7 傳感器的遙控器調整
應力傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發(fā)送器進行調整,其外型如圖5所示,在傳感器中只需使用用其中“功能”、 “▲”、“▼” 3個按鍵。
注意:
1. 所有參數調整后,傳感器會自動保存;
2. 遙控器調整完畢后,都需要按“功能”鍵使首位不顯示,或者同時按“S1”、“S2”鍵即,才能返回測量狀態(tài)。
圖5 FYF3型遙控發(fā)送器
7.1 校準
a)調零:傳感器置于空氣中(0KN),上電穩(wěn)定后,按遙控器上的“功能”鍵,第一位數碼管顯示“1”,再按“▼”鍵,使后三位數碼管顯示為零,即可完成傳感器的調零工作。如果傳感器首位顯示“-1”,表示傳感器負偏,按“▲” 鍵使傳感器“1000”即可。
b)校準:給傳感器加固定的壓力(320KN左右),穩(wěn)定后,如果傳感器顯示的壓力值與所施加的固定壓力值不相等,按遙控器上的“功能”鍵2次,直到第一位數碼管顯示“2”,然后再根據需要按“▲”或“▼”鍵,調整數碼管顯示的壓力值和所施加的固定壓力值相同。
7.2 報警點調整
本傳感器設有聲光報警功能(上限報警),報警門限可由遙控器設定,操作方法如下:
按遙控器上的“功能”鍵3次,直到第一位數碼管顯示“3”,然后再根據需要分別按“▲”和“▼”鍵可以增大或減小報警點。報警點在0~400KN范圍內可調;
7.3 傳感器的報警測試功能
本傳感器設有報警測試功能,操作方法如下:按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數碼管顯示“5”,數碼管顯示量程的一半,所有輸出和實際測量值為量程的一半時相同。
7.4 輸出電流的調整(只有是電流輸出方式才需要)
電流輸出的傳感器,在現(xiàn)場如果需要對輸出電流進行校正時(一般不需要),按控器上的“功能”鍵,直到第一位數碼管顯示“6”,然后按分別按“▲”和“▼”鍵可以對零點輸出電流進行調整;第一位數碼管顯示“7”時,按同樣方法可以對滿量程的輸出電流進行調整。
8 使用的注意事項
8.1 注意正確接線,以免損壞設備。
8.2 接線前應明確分站接入信號的制式和接入信號的類型。
8.3 本安產品不得隨意與其他未經過聯(lián)檢的設備連接。
8.4 在煤礦井下嚴禁隨意拆卸、檢修,非專業(yè)人員請勿隨意檢修。
8.5 維修時不得改變本安電路和與本安電路有關的元器件的電氣參數、規(guī)格和型號。
9 故障處理與維修
常見故障處理與維修見表3。
表3
序號 | 故障現(xiàn)象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 通電無反應 | 供電電源無輸入 | 檢查供電設備和電源線 |
2 | 4位數碼管不顯示 | 傳感器沒有工作 | 檢查單片機和電源芯片 |
3 | 輸出信號異常 | 信號輸出線接錯 | 檢查接線 |
信號輸出線斷路、短路或接觸不好 | 檢查接線 | ||
分站或傳感器故障 | 檢查分站或傳感器 |
10 運輸、貯存
10.1 運輸
包裝后的傳感器,在避免雨雪直接淋襲的條件下,可適用于水運、陸運及空運等各種運輸方式。
10.2 貯存
包裝后的傳感器能在溫度為-10℃~+40℃,相對濕度不大于90%的環(huán)境中貯存12個月以上。
11 訂貨須知
我公司的錨桿錨索應力傳感器輸出信號有3種類型,訂貨時應明確輸出信號的制式。
12 附件及資料
使用說明書 1份
產品合格證 1份
裝箱單 1份
遙控器 1只