[发明专利]采集应力的智能传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量应力的传感器，尤其是可以实现对煤壁不同深度应力采集和检测的采集应力的智能传感器。

背景技术

目前，煤矿发生的许多故障现象都与开采时的应力变化存在密切的关联，对于冲击矿压、煤、瓦斯爆炸及冒顶事故并没有有效的检测装置，很容易造成煤矿井下的故障隐患，严重威胁人们的生命财产安全。

若能够提供一种数字化、智能化和高分辨率的应力采集传感器，则能实现煤壁不同深处应力采集、处理和分析，并可以实现对行进工作面及掘进巷道的煤岩体稳定性监测，当某个参数达到设定阀值时，具有现场报警功能，极大的方便了用户使用。

发明内容

为了克服煤矿采掘区周围岩体的应力不易监测的问题，本发明提供一种采集应力的智能传感器，该传感器可适用不同环境下的应力监测，实时传输应力信号至检测中心站，形象的显示当前监测区域的应力分布及危险状况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该智能传感器设有一个圆锥形的探头和筒状的尾部，探头与尾部由螺纹旋转连接，探头的内壁上固定设有可以感应压力的感应块，尾部内固定有可进行数据处理的单片机模块，感应块与单片机模块通过信号线相连接，单片机模块固定有向外传出信号的数据线，数据线通过尾部上与其截面积相吻合的圆孔将信号传送到与外部计算机相连通的接口上。

该智能传感器的探头和尾部为钢制结构，数据线和信号线为屏蔽双铰线，单片机模块为高速、低功耗、抗干扰能力强的plc单片机，其中包括处理器电路、CAN驱动电路、电流检测电路和电源电路。

单片机模块中的处理器电路设有一个处理器芯片，处理器芯片的外端口与晶振相连，晶振的两端分别与起振电容相连，处理器芯片的信号输入端口连接有下载线接口，便于信号输入处理器芯片内，电源通过一号电阻和开关向处理器芯片供电。

单片机模块中的CAN驱动电路设有一个信号转换芯片，芯片的复位端口通过二号电阻接地，供电电源通过电阻与指示灯的阳极相连，指示灯的阴极与信号转换芯片的端口相连，同时指示灯的阴极通过一号滤波电容接地，另外，信号转换芯片通过一号接口和二号接口与外部电路相连接。

单片机模块中的电流检测电路设有一个电流检测芯片，芯片的输出端与放大器的基极相连，放大器的发射极通过上拉电阻与供电电源相连接，放大器的集电极与四号接口相连，便于与外部电路传递电流信号，芯片的输入端与稳压管的阳极相连，稳压管的阴极与供电电源相连。

单片机模块中的电源电路设有一号电压转换芯片与二号电压转换芯片，芯片的输出端与四号接口相连接，方便外部电压信号输入，同时，一号电压转换芯片与二号电压转换芯片通过二号滤波电容接地。

本发明的有益效果是，该传感器灵敏度高，抗干扰能力强，满足了不同矿井深度下应力检测的需要，增加了矿井作业的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是单片机模块中的处理器电路连接示意图。

图3是单片机模块中的CAN驱动电路连接示意图。

图4是单片机模块中的电流检测电路连接示意图。

图5是单片机模块中的电源电路连接示意图。

图中，1.数据线，2.尾部，3.单片机模块，4.旋接部，5.信号线，6.探头，7.感应块，8.接口，9.电源，10.一号电阻，11.开关，12.晶振，13.起振电容，14.处理器芯片，15.下载线接口，16.信号转换芯片，17.指示灯，18.一号接口，19.二号接口，20.一号滤波电容，21.二号电阻，22.稳压管，23.电流检测芯片，24.三号接口，25.放大器，26.上拉电阻，27.四号接口，28.一号电压转换芯片，29.二号电压转换芯片，30.二号滤波电容。

具体实施方式

在图中，该智能传感器设有一个圆锥形的探头6和筒状的尾部2，探头6与尾部2由螺纹旋转连接，探头6的内壁上固定设有可以感应压力的感应块7，尾部2内固定有可进行数据处理的单片机模块3，感应块7与单片机模块3通过信号线5相连接，单片机模块3固定有向外传出信号的数据线1，数据线1通过尾部2上与其截面积相吻合的圆孔将信号传送到与外部计算机相连通的接口8上。

在图中，该智能传感器的探头6和尾部2为钢制结构，数据线1和信号线5为屏蔽双铰线，单片机模块3为高速、低功耗、抗干扰能力强的plc单片机，其中包括处理器电路、CAN驱动电路、电流检测电路和电源电路。