山西GMY18/12矿用本安型锚杆多点应力传感器

煤矿锚杆应力多点传感器产品解析

一、产品定义与核心功能

煤矿锚杆应力多点传感器是一种集成化监测设备，专为煤矿巷道支护工程设计，用于实时监测锚杆（索）轴向应力、剪切力及围岩变形等多参数变化。其核心功能包括：

• 多参数监测：同步测量锚杆轴力、位移、温度等参数，全面评估支护状态。

• 高精度测量：采用振弦式或光纤光栅传感器，精度可达0.5%FS，分辨率0.1kN。

• 无线传输：支持LoRa/ZigBee/NB-IoT协议，实现远程实时监测与预警。

• 数据分析：内置算法分析应力分布趋势，预测潜在风险。

二、技术特点与优势

1. 多点同步监测：

• 单台设备可连接4-8个传感器节点，覆盖巷道顶板、两帮及底板。

• 同步采样频率高达100Hz，捕捉动态应力变化。

2. 高精度与稳定性：

• 振弦式传感器抗电磁干扰，长期稳定性±0.1%FS/年。

• 光纤光栅传感器耐腐蚀，适用于高湿度环境。

3. 智能化功能：

• 自动温度补偿（-30℃~80℃），消除环境影响。

• 内置存储芯片，可记录3个月历史数据。

4. 防爆与防护：

• 本质安全型设计（Ex ib I Mb），适用于煤矿井下。

• IP68防护等级，耐水压30米，防尘防水。

三、结构组成与工作原理

1. 结构组成：

• 传感器单元：振弦式/光纤光栅传感器，测量锚杆受力。

• 数据采集模块：集成信号调理、AD转换、无线传输。

• 电源模块：锂电池供电，续航≥2年，支持太阳能充电。

• 外壳：40Cr合金钢/316不锈钢，抗冲击强度≥50MPa。

2. 工作原理：

• 振弦式：锚杆受力导致钢弦振动频率变化，通过频率换算应力值。

• 光纤光栅：锚杆应变引起光栅波长偏移，通过解调仪转换为应力值。

四、安装与使用方法

1. 安装步骤：

• 钻孔：按设计要求钻孔，孔径匹配传感器尺寸。

• 安装传感器：将传感器与锚杆连接，确保轴向对齐。

• 固定与密封：使用膨胀螺栓固定，涂抹聚氨酯密封胶。

• 连接采集系统：有线型号连接数显仪表，无线型号配置基站。

2. 数据采集：

• 实时显示：数显仪表或上位机软件显示当前应力值。

• 历史查询：支持数据存储与导出，分析锚杆受力趋势。

3. 维护与保养：

• 日常检查：每周清理煤尘，检查电缆是否破损。

• 定期校准：每6个月使用标准压力源校准。

• 故障处理：数据异常时检查传感器连接，排除电磁干扰。

五、应用场景与案例

1. 应用场景：

• 煤矿巷道：监测顶板、两帮锚杆受力，评估支护效果。

• 隧道工程：检测初期支护锚杆应力，预防塌方。

• 边坡治理：测量预应力锚杆受力，评估加固效果。

2. 典型案例：

• 山西某煤矿：安装多点传感器后，提前3天预警顶板离层，避免冒顶事故。

• 云南某隧道：通过应力分布分析，优化锚杆参数，节省支护成本20%。