1 概述
GUD300礦用頂板位移傳感器(以下簡(jiǎn)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(zhì)安全型設(shè)備。主要用于井下巷道或頂板工作面頂板離層位移檢測(cè)。傳感器采用高精度的位移傳感器,恒力拉動(dòng)設(shè)計(jì),可以精確監(jiān)測(cè)微小離層運(yùn)動(dòng)。
本產(chǎn)品執(zhí)行常州迪泰科特測(cè)控設(shè)備有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/DM045-2014》。
2 適應(yīng)的環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度:0℃~40℃;
b) 平均相對(duì)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(xiǎn)的環(huán)境。
e) 無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊的地方。
f) 無(wú)破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的地方。
3 主要技術(shù)參數(shù)
3.1 防爆型式
礦用本質(zhì)安全型,防爆標(biāo)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(hào)(出廠只有一種)
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(shí)),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(duì)應(yīng)量程,也可選擇0mA~5mA或0mA~20mA);
b) 最大帶載能力:1mA~5mA時(shí)≥1000Ω;4mA~20mA時(shí)≥250Ω。
3.4 傳感器具有采用遙控器調(diào)校的功能;
3.5 測(cè)量范圍:(0~300)mm。
3.6 分辨率:1mm。
3.7 基本誤差:≤4.0%(F.S.)。
3.8 功能
3.8.1 傳感器具有2路位移測(cè)量功能,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位移值,并將位移值轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)、電流信號(hào)或RS485數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。
3.8.2 聲光報(bào)警功能
a) 傳感器能在0~300mm測(cè)量范圍內(nèi)可任意設(shè)置報(bào)警點(diǎn)(出廠設(shè)為150mm),報(bào)警顯示值與設(shè)定值的差值≤±2mm。
b) 報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度在其1m遠(yuǎn)處的聲響信號(hào)的聲級(jí)≥80 dB(A);光信號(hào)在黑暗環(huán)境中20 m遠(yuǎn)處清晰可見(jiàn)。
c) 測(cè)量值大于報(bào)警點(diǎn)時(shí)報(bào)警。
4 主要結(jié)構(gòu)特征及工作原理
4.1 外形尺寸及重量
a) 本體外形尺寸:240mm ×135mm×50mm。
b) 錨爪機(jī)構(gòu)外形尺寸:525mm×100mm×130mm。
c) 重量:約1.5kg。
4.2 主要工作原理
本產(chǎn)品由傳感器本體和錨爪機(jī)構(gòu)組成。傳感器采用了電阻式位移測(cè)量技術(shù),當(dāng)頂板內(nèi)部產(chǎn)生離層時(shí),不同深度的位移通過(guò)鋼絲繩牽引傳感器的恒力卷簧運(yùn)動(dòng),卷簧機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)精密電位器,其電阻值發(fā)生變化,產(chǎn)生一個(gè)線性變化的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)經(jīng)濾波、放大處理后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換,單片機(jī)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算,轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量,通過(guò)數(shù)碼管顯示位移值,同時(shí)輸出485信號(hào)、頻率信號(hào)或電流信號(hào)。圖2為位移傳感器的原理框圖。
傳感器采集深基點(diǎn)、淺基點(diǎn)兩路位移值,數(shù)碼管循環(huán)顯示兩路位移值。
可以通過(guò)紅外遙控器對(duì)位移傳感器進(jìn)行調(diào)校。
可以通過(guò)紅外遙控器對(duì)位移傳感器進(jìn)行報(bào)警點(diǎn)設(shè)置。
5 使用與接線
5.1 安裝
a)頂板位移傳感器應(yīng)按規(guī)定間隔緊跟掘進(jìn)工作面安裝,以便監(jiān)測(cè)頂板變形的全過(guò)程。
b)頂板位移傳感器應(yīng)安設(shè)在巷寬的中部。交叉點(diǎn)處的傳感器應(yīng)安裝在交叉點(diǎn)中心位置。
c)頂板位移傳感器的最大安裝間隔為:
①實(shí)體煤巷:Ⅲ類(lèi)及Ⅲ類(lèi)以上巷道50m,Ⅳ類(lèi)巷道40m;
②巖空巷道:Ⅲ類(lèi)及Ⅲ類(lèi)以上巷道40m,Ⅳ類(lèi)巷道30m;
③巷寬大于5m的巷道、綜放工作面切眼安裝間距為20m。
如遇斷層、巷道交叉點(diǎn)、圍巖破碎帶、應(yīng)力集中區(qū)等特殊地點(diǎn)時(shí),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況必須及時(shí)安設(shè)頂板位移傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
d)頂板位移傳感器淺基點(diǎn)應(yīng)與錨桿上端處在同一高度,深基點(diǎn)應(yīng)處于錨桿上方穩(wěn)定巖層內(nèi)300~500mm,無(wú)穩(wěn)定巖層時(shí),一般不低于巷道跨度的1.5倍。
e)安裝步驟
傳感器采用頂板鉆孔安裝,鉆孔的直徑Φ27~29mm,兩個(gè)基點(diǎn)分別安裝在不同的深度,基點(diǎn)的安裝深度由用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定,安裝方法如圖3所示。
①在頂板上打鉆孔,一般用風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)打孔,打孔鉆頭選Φ28mm為宜;
②松動(dòng)傳感器的緊固螺釘,將鋼絲拉出;
③先用安裝桿將深基點(diǎn)的錨固器(錨爪)推到孔最深處,再用安裝桿將淺基點(diǎn)的錨固器(錨爪)推到所需的深度;
④將傳感器的固定管推入鉆孔,分別拉緊兩個(gè)基點(diǎn)的鋼絲繩并將緊固螺釘固定;
⑤把多余的鋼絲盤(pán)在線圈上;
⑥將信號(hào)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(shí)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(duì)的4芯接頭,電纜各芯的代表意義如表1。
表1接線規(guī)則表
線色 信號(hào)類(lèi)型 | 藍(lán) | 綠 | 白 | 紅 |
RS485信號(hào) | 485-A | 485-B | 電源負(fù) | 電源正 |
頻率信號(hào) | 電源負(fù) | A淺基點(diǎn)頻率輸出正 | B深基點(diǎn)頻率輸出正 | 電源正 |
電流信號(hào) | 電源負(fù) | A淺基點(diǎn)電流輸出正 | B深基點(diǎn)電流輸出正 | 電源正 |
6 數(shù)碼管及LED顯示說(shuō)明
數(shù)碼管的分布見(jiàn)圖4,第一位為功能顯示,后三位顯示位移值,左邊的發(fā)光二極管為指示燈,最末位的小數(shù)點(diǎn)亮,表示傳感器工作電壓超出范圍。
如圖1所示,當(dāng)深基點(diǎn)指示燈(左邊報(bào)警窗口內(nèi)黃色LED)亮?xí)r,數(shù)碼管顯示深基點(diǎn)的位移值,當(dāng)淺基點(diǎn)指示燈(右邊報(bào)警窗口內(nèi)黃色LED)亮?xí)r,數(shù)碼管顯示淺基點(diǎn)的位移值。兩個(gè)基點(diǎn)位移值輪流顯示,一個(gè)基點(diǎn)顯示10s左右后,切換到另一基點(diǎn)顯示。
指示燈在各種型號(hào)中的狀態(tài)及作用如表2所說(shuō)明:
表2
狀態(tài) 信號(hào)類(lèi)型 | 亮 | 閃爍 | 滅 |
RS485信號(hào) | 正常但不在通信狀態(tài) | 正常且在通信 | 故障 |
頻率、電流信號(hào) | 正常 | 故障 | 開(kāi)路 |
7 傳感器的遙控器調(diào)整
位移傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發(fā)送器進(jìn)行調(diào)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(gè)按鍵。
圖5 FYF3型遙控發(fā)送器
注意:
1. 所有參數(shù)調(diào)整后,傳感器會(huì)自動(dòng)保存;
2. 遙控器調(diào)整完畢后,都需要按“功能”鍵使首位不顯示,或者同時(shí)按“S1”、“S2”鍵即,才能返回測(cè)量狀態(tài);
3. 深基點(diǎn)顯示指示燈亮?xí)r,調(diào)整深基點(diǎn)的相關(guān)參數(shù);淺基點(diǎn)顯示指示燈亮?xí)r,調(diào)整淺基點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)。深基點(diǎn)、淺基點(diǎn)共有一個(gè)報(bào)警值。
7.1 校準(zhǔn)
a)調(diào)零:按遙控器上的“功能”鍵,第一位數(shù)碼管顯示“1”,再按“▼”鍵,使后三位數(shù)碼管顯示為零,即可完成傳感器的調(diào)零工作。如果傳感器首位顯示“-1”,表示傳感器負(fù)偏,按“▲” 鍵使傳感器“1000”即可。
b)校準(zhǔn):分別將兩個(gè)基點(diǎn)的鋼絲繩的緊固螺釘固定,拉動(dòng)鋼絲繩,用鋼直尺測(cè)量鋼絲繩的位移值為250mm時(shí),如果傳感器顯示的位移值不為250mm,按遙控器上的“功能”鍵2次,直到第一位數(shù)碼管顯示“2”,然后再根據(jù)需要按“▲”或“▼”鍵,調(diào)整數(shù)碼管顯示的位移值為250mm。(用戶不應(yīng)使用此功能,主要在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)使用)
7.2 報(bào)警點(diǎn)調(diào)整
本傳感器設(shè)有聲光報(bào)警功能(上限報(bào)警),報(bào)警門(mén)限可由遙控器設(shè)定,操作方法如下:
按遙控器上的“功能”鍵3次,直到第一位數(shù)碼管顯示“3”,然后再根據(jù)需要分別按“▲”和“▼”鍵可以增大或減小報(bào)警點(diǎn)。報(bào)警點(diǎn)在0~300mm范圍內(nèi)可調(diào);
7.3 傳感器的報(bào)警測(cè)試功能
本傳感器設(shè)有報(bào)警測(cè)試功能,操作方法如下:按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“5”,數(shù)碼管顯示量程的一半,所有輸出和實(shí)際測(cè)量值為量程的一半時(shí)相同。
7.4 輸出電流的調(diào)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(chǎng)如果需要對(duì)輸出電流進(jìn)行校正時(shí)(一般不需要),按控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“6”,然后按分別按“▲”和“▼”鍵可以對(duì)零點(diǎn)輸出電流進(jìn)行調(diào)整;第一位數(shù)碼管顯示“7”時(shí),按同樣方法可以對(duì)滿量程的輸出電流進(jìn)行調(diào)整。
8 使用的注意事項(xiàng)
8.1 注意正確接線,以免損壞設(shè)備。
8.2 接線前應(yīng)明確分站接入信號(hào)的制式和接入信號(hào)的類(lèi)型。
8.3 本安產(chǎn)品不得隨意與其他未經(jīng)過(guò)聯(lián)檢的設(shè)備連接。
8.4 在煤礦井下嚴(yán)禁隨意拆卸、檢修,非專(zhuān)業(yè)人員請(qǐng)勿隨意檢修。
8.5 維修時(shí)不得改變本安電路和與本安電路有關(guān)的元器件的電氣參數(shù)、規(guī)格和型號(hào)。
9 故障處理與維修
常見(jiàn)故障處理與維修見(jiàn)表3。
表3
序號(hào) | 故障現(xiàn)象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 通電無(wú)反應(yīng) | 供電電源無(wú)輸入 | 檢查供電設(shè)備和電源線 |
2 | 4位數(shù)碼管不顯示 | 傳感器沒(méi)有工作 | 檢查單片機(jī)和電源芯片 |
3 | 輸出信號(hào)異常 | 信號(hào)輸出線接錯(cuò) | 檢查接線 |
信號(hào)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(yùn)輸、貯存
10.1 運(yùn)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(yùn)、陸運(yùn)及空運(yùn)等各種運(yùn)輸方式。
10.2 貯存
包裝后的傳感器能在溫度為-10℃~+40℃,相對(duì)濕度不大于90%的環(huán)境中貯存12個(gè)月以上。
11 訂貨須知
我公司的頂板位移傳感器輸出信號(hào)有3種類(lèi)型,訂貨時(shí)應(yīng)明確輸出信號(hào)的制式。
14 附件及資料
使用說(shuō)明書(shū) 1份
產(chǎn)品合格證 1份
裝箱單 1份
遙控器 1只