钢弦式综采液压传感器的设计及应用[1].pdf

·4·煤矿自动化1997年第4期

钢弦式综采液压传感器的设计及应用

郑丰隆邓铁六

山东矿业学院仪器仪表研究所(泰安271019)

TD679
摘要在分析研究现有钢弦传感器性能的基础上,采用新方法、新技术,优选材料设
计,特别是激发器的设计具有独到之处,显著提高了钢弦传感器的技术指标和通用性。
主题词煤矿综采液压系统压力传感器振动传感器设计

DesignandApplicationofSteel-wirePowered
SupportsHydraulicPressureSensors

ZhengFenglongDengTieliu

InstituteofInstrument,ShandongMiningCollege(Tan'an271019)

AbstractBasedondeeplyanalysingandresearchingperformsofsteel-wiresensors
incurrentuse,itsproperitesisraisedstrikinglybyadoptingnewmethods,newtechno-
logyandusingpickedmaterials.Particularly,designofexciterofsteel-wireusedun-
commonmethod,andmakingthesensorhasanextensiveusefield.
Keywordscoalminepoweredsupportshydraulicpressurepressuresensor
vibratingsensordesign

应变片,扩散硅等)相比具有坚固耐用,可
1引言
靠稳定,防潮防震,寿命长,频率信号输
钢弦传感器与其它类型的传感器(如出等特点,广泛应用于矿山、岩土、铁路、建

是参数超限后,可及时通知有关人员采取提高了整个系统的可靠性和现场装备的灵
必要的措施,以避免或减少事故的发生。活性。
7)系统采用两芯线光耦隔离式基带KJ95型煤矿综合监控系统是改变煤
传输方式,接口电路简单,电路安全隔离性矿安全面貌、提高生产效率的重要手段,是
能好,抗干扰性能强,方便安装使用。组成全矿信息管理和生产指挥中心的有力
8)传感器输出采用频率信号制,分站工具,是实现现代化矿井必不可少的技术
与所有传感器的接收端口电路统一,易用装备,也是目前国内性能价格比最优的一
光耦器件实现传感器与分站之间的隔离,套监控系统。
不仅抗干扰能力强,而且信号在信道上的(收稿时间1997-08-20)
作者简介
传输无精度损失。史友仁,41岁,1982年毕业于东南大学,学士学位。
9)带子系统的合理的煤矿监控系统现在煤科总院常州自动化研究所从事煤矿环境监测、生
的总体结构,减少了监测设备的重复投资,产监控产品的研究工作,高级工程师。
钢弦式综采液压传感器的设计及应用郑丰隆邓铁六·5·

筑等行业。目前使用较多的钢弦传感器是仅决定于弦的应力!。若初应力为!o,变化

采用磁性强、易激发起振的青钢丝作振弦,应力为#!,则!=!o+#!,设所增加的弦应
它的缺点是使用时间长,钢弦会生锈,特别力#!与传感器的工作膜受的外力P成正
在综采工作面这样的环境中,弦生锈将影比,即:
响传感器的性能。用不锈钢弦的传感器亦#!=KP(4)
不少,因钢弦磁性弱,所以激发器电路复则(3)、(4)式可得:
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杂,元件多、耗电大。目前使用的钢弦传感P=A×(F-Fo)(5)
器其激发器绝大部分装在传感器壳体外面式中:A=4l2∀/k,为传感器常数;
的测试仪器中,使用钢弦传感器需配专用
Fo=!o/∀/2l,为P=0时的频率,即
测试仪,通用性差,难以推广,更不易用于初频。
多点微机监测系统中。要使振弦连续的作基频振动而不停
为充分发挥钢弦传感器的优点,服务止,必须给振弦施加一个周期与基频振动
于煤炭生产,我们对钢弦传感器的材料选周期相同的外力F(t)。
择,加工工艺,激发器激发原理进行了多年当振弦受外力F(t)的作用时,其振动
研究,设计出一种性能指标优于普通钢弦方程为:
传感器的不锈钢弦传感器,特别适用于煤2yT2y
2-2-F(t)=0(6)
矿综采压力监测。tx
若F(t)的周期等于弦基频振动周期,
2理论依据
持续时间很短,即!(t)函数形式的脉冲,
钢弦传感器属振弦式传感器,其工作则所激发的弦振动与自由振动方程(1)相
频率是取自振弦的基频振动。对两端固定同,频率亦由(3)式求出。这是激发器激发
的弦,自由振动方程为:(推动)振弦振动而又不影响其自由振动频
2yT2y率的理论依据。
2-2=0(1)
tx实际上用(5)式计算的压力P与实测
式中:T——弦张力;值有些误差,这是有多种因素造成的系