主机I通过RS485或无线Zigbee与远程上位计算机10接通。
[0024]超声波发射/接收换能器的安装组件包括:短锚杆1、V型安装架3、C型安装架6、C型反射板12，短锚杆I以锚固剂固定于测量点钻孔内，V型安装架3、C型安装架6或C型反射板12通过受压螺母2与顶压螺母5夹紧安装在短锚杆I上，V型安装架3两侧翼板上和C型安装架6 —端侧板上开设超声波换能器安装孔，分体式接收换能器R4、发射换能器T7以及一体换能器RT8依次安装在V型安装架3两侧翼板上或C型安装架6 —端侧板上。
[0025]安装时，事先在监测断面的预定位置打好钻孔，再以锚固剂固定4个短锚杆1，然后依次安装受压螺母2、V型安装架3、C型安装架6和顶压螺母5，V型安装架3、C型安装架6以2-3_的不锈钢板折弯而成，中部开设锚杆孔，翼板开设超声波换能器孔，可微调安装翼板的弯折量以使保证收发信号稳定可靠。
[0026]除中线顶底测线14外，上三角左帮测线13、上三角右帮测线15和上三角水平测线16的超声波接收换能器R3直接接收发射换能器T7的入射波，但后期数据分析处理时需要将中线顶底测线14的距离除以2，由上三角左帮测线13、中线顶底测线14、上三角水平测线16理论上解算出上三角形的中左、中右、平上，结合中线顶底测线14进而可得出平下。
[0027]参见图2，监测主机I内置系统模块，包括:与超声波发射/接收换能器连接的RT配对锁存模块，超声波测距模块，显示报警模块，数据存储与无线采集模块，远程数据传动模块和供电模块。系统具有按照设定频率自动启动和休眠功能，还有无线、有线两种结果数据传送方式，可由上位计算机10实时在线监测位移收敛信息。
[0028]上述超声波式多点位巷道表面位移监测装置的有益效果:
[0029]①利用超声波在成本上较之激光测距比较优势，实现了单主机分体循环监测多条测线的收敛位移，大部分收发换能器采用了分体安装模式，多为入射波接收，仅有中线位置因不利于换能器维护采用了反射波接收，利于阻隔造成的无效数据剔除；
[0030]②实现了 4条测线的中左、中右、平上、平下4个基本位移收敛数据的测量解算，且为非接触式监测，测量与掘进进尺互不影响；
[0031]③系统具有RT配对、数据存储与传输、显示报警等功能，采样周期可大为缩短，可一次安装无人职守并在线监测；
[0032]④系统构成简单，安装便利，成本低廉。
[0033]本文中所描述具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种超声波式多点位巷道表面位移监测装置，包括超声波发射/接收换能器、监测主机、上位计算机，其特征在于: 超声波发射/接收换能器包括:装设在巷道左帮的一个分体式接收换能器R和一个发射换能器T，装设在巷道中顶位置的两个分体式发射换能器T和一个收发一体换能器RT，装设在巷道右帮的两个分体式接收换能器R，形成上三角左帮测线、中线顶底测线、上三角右帮测线和上三角水平测线； 各分体收发换能器或一体换能器以四芯电缆沿巷帮敷设至监测主机，监测主机通过RS485或无线Zigbee与远程上位计算机接通；监测主机内置系统模块，包括:与超声波发射/接收换能器连接的RT配对锁存模块，超声波测距模块，显示报警模块，数据存储与无线采集模块，远程数据传动模块和供电模块。2.根据权利要求1所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:超声波发射/接收换能器的安装组件包括:短锚杆、V型安装架、C型安装架、C型反射板，短锚杆以锚固剂固定于测量点钻孔内，V型安装架、C型安装架或C型反射板通过受压螺母与顶压螺母夹紧安装在短锚杆上，V型安装架两侧翼板上和C型安装架一端侧板上开设超声波换能器安装孔，分体式接收换能器R、发射换能器T以及一体换能器RT依次安装在V型安装架两侧翼板上或C型安装架一端侧板上。3.根据权利要求2所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:V型及C安装架、C型反射板以2-3_厚不锈钢板冲压成型。4.根据权利要求1所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:RT配对锁存模块包含发射端多路固态继电器T和接收端多路固态继电器R，发射端多路固态继电器T 一端与分体式发射换能器T和收发一体换能器RT连接，接收端多路固态继电器R —端与分体式接收换能器R和收发一体换能器RT连接；发射端多路固态继电器T和接收端多路固态继电器R的另一端与超声波测距模块的发射接收转换电路连接。5.根据权利要求1所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:超声波测距模块包含单片机，单片机控制多路固态继电器的通断状态，对分体式收发换能器的配对选择接入。6.根据权利要求1所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:报警显示模块包含IXD屏和蜂鸣器，IXD屏实时显示监测数据。7.根据权利要求1所述的超声波式多点位巷道表面位移监测装置，其特征在于:数据存储与无线采集模块配置有现场手持式信号采集器PDA，集中采集批量测线数据。
【专利摘要】本实用新型涉及一种超声波式多点位巷道表面位移监测装置，包括装设在巷道左帮的一个分体式接收换能器R和一个发射换能器T、装设在巷道中顶位置的两个分体式发射换能器T和一个收发一体换能器RT、装设在巷道右帮的两个分体式接收换能器R，形成上三角左帮测线、中线顶底测线、上三角右帮测线和上三角水平测线；各分体收发换能器或一体换能器以四芯电缆沿巷帮敷设至监测主机，监测主机通过RS485或无线Zigbee与远程上位计算机接通；监测主机内置有与超声波发射/接收换能器连接的RT配对锁存模块、超声波测距模块、显示报警模块、数据存储与无线采集模块、远程数据传动模块和供电模块。本实用新型利用超声波测距原理，监测稳定。
【IPC分类】G01S15/46
【公开号】CN204740343
【申请号】CN201520452800
【发明人】谭宽, 刘建庄, 刘红旗, 李富平, 夏丁, 吴怡, 赵晨阳
【申请人】华北理工大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月29日