一种三基点顶板离层监测仪的制作方法

本发明涉及煤矿生产现场监测仪器，具体地说是一种三基点顶板离层监测仪。

背景技术：

顶板离层监测是利用顶板离层仪对不同层位的顶板下沉量进行监测，以便随时掌握顶板的稳定状态。安设顶板离层仪的主要目的是：对顶板离层情况进行及时掌握，及早发现顶板失稳的征兆，以避免冒顶事故的发生，对煤矿安全生产具有重要意义。

现有产品分为纯机械式和电子数显式两大类。电子数显式相比纯机械式具有如下优点：它可以在线监测，存储、上传测量的离层数据，便于煤矿井上监测站进行分析、比较离层情况，及时发出监测报警信息。因此深受煤矿用户欢迎，使用较为广泛。

现有电子数显式的测量基点大多为两个，采用旋转电位器，将离层位移转变为电位器的旋转电位信号输出，经变送电路由电缆传送到地面监测站进行数据处理。

现有电子数显式离层仪存在的缺点和不足：一、由于测量基点在直接顶和基本顶以内，测量基点深度较浅，很难找到一个不动的基准点，使得对顶板离层移动、变形的测量没有准确的参照物。二、由于煤矿井下特殊的作业环境——高温、潮湿、水淋、含硫等腐蚀性气体的侵蚀，电位器的动触点滑触簧片与固定触点电阻体之间容易氧化、锈蚀，这样触点不能有效接触，使得电位信号的传输不能正常进行，严重影响离层监测的正常进行，是煤矿安全生产的潜在隐患。

技术实现要素：

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种三基点顶板离层监测仪，测量的基点增加了设置在煤矿巷道顶板上部8-14米稳定岩层的一个深基点，将电气部件与机械部件通过两个壳体隔断并密封，有效隔绝对煤矿环境对电气部件的侵蚀，确保所测离层数据的准确性和可靠性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种三基点顶板离层监测仪,包含有导向管、机械壳体、电气壳体以及三组独立的、结构相同的离层监测机构，分别用于监测离层的浅基点a、深基点b和巷道顶板上部8-14米稳定岩层内的深基点c，每组所述离层监测机构包含有锚爪、钢丝、连接滑块、内簧轮、连接轮和电位器，所述钢丝一端连接锚爪、另一端穿过连接滑块并固定，所述导向管内设置三个相互独立的滑道，三组所述离层监测机构的连接滑块初始位置分别设置于导向管内对应三个滑道的底端、并可在滑道内滑动，每组所述离层监测机构的内簧轮与连接轮同轴连接，所述连接滑块分别通过连接簧片与连接轮连接，所述电位器的旋转轴通过连接套轴和连接套与连接轮柔性连接，三组所述离层监测机构的机械部件设置于导向管及机械壳体内，三组所述离层监测机构的电气部件设置于电气壳体内，所述机械壳体和电气壳体相互隔断并密封，离层发生时，所述机械壳体及电气壳体随离层向下位移，带动所述连接滑块滑动发生位移，通过电位器将位移转换成电信号处理后，数码管显示当前顶板离层值。

所述机械壳体外部设置三组钢丝线轮，每组钢丝线轮上缠绕钢丝，所述钢丝穿过位于初始位置的对应的连接滑块后连接锚爪，所述锚爪与连接滑块之间的钢丝长度由待测基点决定，拉伸到合适长度后切断并固定在连接滑块上。

所述电位器的连接套轴与电气壳体之间通过密封圈、密封压板进行轴向和径向的密封。

所述内簧轮内设置卷簧，通过卷簧调整转轴对扭矩的调整实现连接滑块的回位。

所述导向管底端设置导向板,所述导向板上设置导向槽，与位于下方的连接轮连接的连接簧片容置于导向槽内。

所述导向管内部的相互独立滑道采用活动滑板组成的井字格结构。

本发明设计了机械与电气结合的监测装置，将离层造成的锚爪与设备顶部之间的位移转换成电位器的电信号，经过处理后显示离层的位移量，将机械部件与电气部件通过两个壳体分隔开，并对电气部件壳体进行密封处理，有效隔绝煤矿井下高温、潮湿、水淋、含硫等腐蚀性气体对电位器的侵蚀，提高测量的有效性和准确性；设计了三组互相独立的离层监测机构，监测基点增加了位于巷道顶板上部8-14米稳定岩层的深基点，该基点作为稳定不动的基准点，作为顶板离层移动的参照，确保了所测离层数据的准确性和可靠性；结构简单，安装方便，显示清楚易辨识，适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明左侧结构示意图；

图2为图1a部放大示意图；

图3为本发明正面结构示意图；

图4为图3b部放大示意图；

图5为本发明右侧结构示意图；

图6为本发明导向管内部滑道结构示意图；

图7为本发明安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图1-5所示，一种三基点顶板离层监测仪,包含有导向管17、机械壳体1、电气壳体2以及三组独立的、结构相同的离层监测机构，分别用于监测离层的浅基点a、深基点b和巷道顶板上部8-14米稳定岩层内的深基点c，每组所述离层监测机构包含有锚爪11、钢丝12、连接滑块13、内簧轮15、连接轮16和电位器21，所述钢丝12一端连接锚爪11、另一端穿过连接滑块13并固定，所述导向管17内设置三个相互独立的滑道，三组所述离层监测机构的连接滑块13初始位置分别设置于导向管17内对应三个滑道的底端、并可在滑道内滑动，每组所述离层监测机构的内簧轮15与连接轮16同轴连接，所述连接滑块13分别通过连接簧片18与连接轮16连接，所述电位器21的旋转轴通过连接套轴22和连接套23与连接轮16柔性连接，三组所述离层监测机构的机械部件设置于导向管17及机械壳体1内，三组所述离层监测机构的电气部件设置于电气壳体2内，所述机械壳体1和电气壳体2相互隔断并密封，离层发生时，所述机械壳体1及电气壳体2随离层向下位移，带动所述连接滑块13滑动发生位移，通过电位器21将位移转换成电信号处理后，数码管显示当前顶板离层值。

作为优选的方式，本实施例中，所述机械壳体1外部设置三组钢丝线轮14，每组钢丝线轮14上缠绕钢丝12，所述钢丝12穿过位于初始位置的对应的连接滑块13后连接锚爪11，所述锚爪11与连接滑块13之间的钢丝长度由待测基点决定，拉伸到合适长度后切断并固定在连接滑块13上。

作为优选的方式，本实施例中，所述电位器21的连接套轴22与电气壳体2之间通过密封圈24、密封压板25进行轴向和径向的密封，能够有效隔绝高温、潮湿、水淋、含硫等腐蚀性气体对电位器的侵蚀，提高离层测量的有效性和准确性。

作为优选的方式，本实施例中，所述内簧轮15内设置卷簧，通过卷簧调整转轴151对扭矩的调整实现连接滑块13的回位。

作为优选的方式，本实施例中，所述导向管17底端设置导向板19，所述导向板19上设置导向槽，与位于下方的连接轮16连接的连接簧片18容置于导向槽内，便于连接簧片18与位于下方的连接轮16的连接。

作为优选的方式，本实施例中，所述导向管17内部的相互独立滑道采用活动滑板组成的井字格结构，具体如图6所示，以容纳连接滑块13在其中随离层的发生可以顺畅的移动。

如图7所示，安装时，将三组锚爪11分别安装在设计好的浅基点a、深基点b和巷道顶板上部8-14米稳定岩层内的深基点c，当巷道顶板下沉使锚固在顶板上方的锚爪11与离层仪机械壳体1之间的距离产生变化，从而拉动钢丝12，所述钢丝12与连接滑块13通过紧定螺钉固定在一起，离层发生时，连接滑块13可以在导向管17内随离层进行位移。安装前，钢丝12缠绕于钢丝线轮14内，放线时从盒内抽出至需要高度，截断后固定在连接滑块13上。

通过卷簧调整转轴151调整好回转扭矩后，用螺钉将内簧轮15固定在机械壳体1上，当连接滑块13发生位移时，通过连接簧片18带动连接轮16转动，而连接轮16带动同轴连接的电位器21转动，将离层的直线位移量转换为电位器21转轴的旋转，电位器21转轴的旋转使电位器21的输出信号发生变化，变化的信号经放大和数模转换后，通过芯片处理，在数码管上显示当前顶板离层值。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。