1 概述
GUD300礦用頂板位移傳感器(以下簡稱傳感器)是一種允許在煤礦井下爆炸性環境中正常使用的礦用本質安全型設備。主要用于井下巷道或頂板工作面頂板離層位移檢測。傳感器采用高精度的位移傳感器,恒力拉動設計,可以精確監測微小離層運動。
本產品執行常州迪泰(tai)科特測控設(she)備(bei)有限公司企業標(biao)準《Q/DM045-2014》。
2 適應的環境條件
a) 環境溫度: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,煤塵爆炸危險的環境。
e) 無強烈震動和沖擊的地方。
f) 無破壞金屬(shu)和絕緣材料的(de)腐蝕性氣體的(de)地(di)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(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),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:(0~300)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路位移測量功能,可實時監測位移值,并將位移值轉換為頻率信號、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0~300mm測量范圍內可任意設置報警點(出廠設為150mm),報警顯示值與設定值的差值≤±2mm。
b) 報警聲級強度在其1m遠處的聲響信號的聲級≥80 dB(A);光信號在黑暗環境中20 m遠處清晰可見。
c) 測量值大于報警(jing)點(dian)時報警(jing)。
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:240mm ×135mm×50mm。
b) 錨爪機構外形尺寸:525mm×100mm×130mm。
c) 重量:約1.5kg。
4.2 主要工作原理
本產品由傳感器本體和錨爪機構組成。傳感器采用了電阻式位移測量技術,當頂板內部產生離層時,不同深度的位移通過鋼絲繩牽引傳感器的恒力卷簧運動,卷簧機構帶動電位器旋轉。通過旋轉精密電位器,其電阻值發生變化,產生一個線性變化的電壓信號。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,通過數碼管顯示位移值,同時輸出485信號、頻率信號或電流信號。圖2為位移傳感器的原理框圖。
傳感器采集深基點、淺基點兩路位移值,數碼管循環顯示兩路位移值。
可以通過紅外遙控器對位移傳感器進行調校。
可以通(tong)過紅外遙控(kong)器對位(wei)移傳感器進行報(bao)警點設置。
5 使用與接線
5.1 安裝
a)頂板位移傳感器應按規定間隔緊跟掘進工作面安裝,以便監測頂板變形的全過程。
b)頂板位移傳感器應安設在巷寬的中部。交叉點處的傳感器應安裝在交叉點中心位置。
c)頂板位移傳感器的最大安裝間隔為:
①實體煤巷:Ⅲ類及Ⅲ類以上巷道50m,Ⅳ類巷道40m;
②巖空巷道:Ⅲ類及Ⅲ類以上巷道40m,Ⅳ類巷道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、圍巖破碎帶、應力集中區等特殊地點時,根據現場情況必須及時安設頂板位移傳感器進行監測。
d)頂板位移傳感器淺基點應與錨桿上端處在同一高度,深基點應處于錨桿上方穩定巖層內300~500mm,無穩定巖層時,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,兩個基點分別安裝在不同的深度,基點的安裝深度由用戶根據現場條件確定,安裝方法如圖3所示。
①在頂板上打鉆孔,一般用風動錨桿鉆機打孔,打孔鉆頭選Φ28mm為宜;
②松動傳感器的緊固螺釘,將鋼絲拉出;
③先用安裝桿將深基點的錨固器(錨爪)推到孔最深處,再用安裝桿將淺基點的錨固器(錨爪)推到所需的深度;
④將傳感器的固定管推入鉆孔,分別拉緊兩個基點的鋼絲繩并將緊固螺釘固定;
⑤把多余的鋼絲盤在線圈上;
⑥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如表1。
表1接線規則表
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 | A淺基點頻率輸出正 | B深基點頻率輸出正 | 電源正 |
電流信號 | 電源負 | A淺基點電流輸出正 | B深基點電流輸出正 | 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,后三位顯示位移值,左邊的發光二極管為指示燈,最末位的小數點亮,表示傳感器工作電壓超出范圍。
如圖1所示,當深基點指示燈(左邊報警窗口內黃色LED)亮時,數碼管顯示深基點的位移值,當淺基點指示燈(右邊報警窗口內黃色LED)亮時,數碼管顯示淺基點的位移值。兩個基點位移值輪流顯示,一個基點顯示10s左右后,切換到另一基點顯示。
指示燈在各種型號中的狀態及作用如表2所說明:
表(biao)2
狀態 信號類型 | 亮 | 閃爍 | 滅 |
RS485信號 | 正常但不在通信狀態 | 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
位(wei)移傳感器可(ke)使用(yong)我(wo)公司的FYF3型(xing)遙(yao)控發送器進行調整,其(qi)外型(xing)如圖5所示,在傳感器中只需使用(yong)用(yong)其(qi)中“功能”、 “▲”、“▼” 3個按鍵。
圖5 FYF3型遙控發送器
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;
3. 深基點顯示指示燈亮時,調整深基點的相關參數;淺基點顯示指示燈亮時,調整淺基點的相關參數。深基點、淺基點共有一個報警值。
7.1 校(xiao)準(zhun)
a)調零(ling)(ling):按遙控器(qi)上的(de)“功能”鍵(jian),第一(yi)位(wei)(wei)數碼管顯示(shi)(shi)“1”,再按“▼”鍵(jian),使(shi)后三位(wei)(wei)數碼管顯示(shi)(shi)為(wei)零(ling)(ling),即(ji)可完成傳(chuan)感器(qi)的(de)調零(ling)(ling)工(gong)作。如果傳(chuan)感器(qi)首位(wei)(wei)顯示(shi)(shi)“-1”,表(biao)示(shi)(shi)傳(chuan)感器(qi)負偏,按“▲” 鍵(jian)使(shi)傳(chuan)感器(qi)“1000”即(ji)可。
b)校準:分別將兩個基點的鋼絲繩的緊固螺釘固定,拉動鋼絲繩,用鋼直尺測量鋼絲繩的位移值為250mm時,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,直到第一位數碼管顯示“2”,然后再根據需要按“▲”或“▼”鍵,調整數碼管顯示的位移值為250mm。(用戶不應使用此功能,主要在生產調試時使用)
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0~300mm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(liu)輸(shu)出(chu)的(de)傳感器,在現場如果需要(yao)(yao)對(dui)輸(shu)出(chu)電流(liu)進(jin)行校正時(一(yi)般不(bu)需要(yao)(yao)),按控(kong)器上的(de)“功(gong)能”鍵(jian),直到第一(yi)位(wei)(wei)數碼管顯示(shi)“6”,然后按分別(bie)按“▲”和“▼”鍵(jian)可(ke)以對(dui)零點(dian)輸(shu)出(chu)電流(liu)進(jin)行調整;第一(yi)位(wei)(wei)數碼管顯示(shi)“7”時,按同樣(yang)方(fang)法(fa)可(ke)以對(dui)滿量程的(de)輸(shu)出(chu)電流(liu)進(jin)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檢的設備連接。
8.4 在煤礦井下嚴禁隨意拆卸、檢修,非專業人員請勿隨意檢修。
8.5 維修時不得改變本安(an)電路和與本安(an)電路有關的元器件的電氣參數(shu)、規格和型(xing)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(jian)查(cha)供(gong)電設備和電源(yuan)線(xian) |
2 | 4位數碼管不顯示 | 傳感器沒有工作 | 檢查單片機和(he)電源芯(xin)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(lu)、短路(lu)或接(jie)觸(chu)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%的環境中貯存12個月以上。
11 訂貨須知
我(wo)公司(si)的(de)頂板位移傳(chuan)感器輸出(chu)信號有(you)3種類型,訂貨時應明確輸出(chu)信號的(de)制式。
14 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(qi) 1只