第5~6讲 矿压测试技术及仪器.pptVIP

3、环境适应性强，抗振动耐冲击，具有很强的过载能力。 4、具有长的使用寿命。 主要缺点：湿度和温度对传感器的影响较大，传感器的防护设计要 求较高。 主要应用： 综采支架、单体支柱压力传感器； 锚杆应力传感器，锚杆扭矩传感器； 测力锚杆； 钻孔应力传感器。 （二）振弦式传感器 工作原理：振弦为一根特殊的金属弦，当弦的张力不同时有不同的固有频率，当外加一磁场力使振弦起振到固有频率，同时振弦在磁场中切割磁力线，产生微弱的交流电压，通过测量电压的频率，可通过公式计算出作用力的大小。 特点：1、频率输出信号可远距离传输（1000m)。 2、抗冲击，过载能力大。 主要缺点：长期稳定性差，温度影响较大，体积大，工艺设计困难； 动态响应慢，不宜使用于快速测量的应用领域。 主要应用：钢弦式压力盒，钢弦式测力计、钢弦式动态仪等。 （三）电感式传感器 工作原理：电感式传感器是把被测量的变化量转化为线圈的自感和互感的变化，从而实现非电量的测量，按变化方式分为自感型和互感型，可用于位移、压力、振动测量。差动变压器式传感器可用于大位移的线性测量。 特点：1、无触点、长寿命。 2、分辨率高、灵敏度高。 3、线性度高，测量范围宽。 主要缺点：体积大，功耗较大，成本较高。 应用：电测式顶板动态仪、顶板离层传感器。 （四）超声波传感器（换能器） 超声波换能器是将电能转换成声波，传感器是将声波转换成电能，用于井下的围岩松动测量、距离测量。 围岩松动圈测量：高频超声波（200kHz)在不同介质中的传播速度不同，其能量衰减也不相同，在水中的衰减较小。利用这一原理，当顶板离层松动时，相邻钻孔有裂隙时注水后，在相邻钻孔安装超声波换能器和传感器，通过发射—接收时差和能量的率减测量可以定性的分析围岩松动的程度。但不能做到定量和定位分析。 超声波测距：利用低频（40kHz）超声波在空气中率减较小的特点，超声波换能器发出超声波遇到障碍物被反射回来，超声波传感器接收到反射波后，通过测量发送和接收的时差可计算出被测界面的距离。注意反射式超声波测距仪仅适用于规则界面的测距，例如墙面等。不能用于井下巷道端面测距。在井下建议使用对射式测距仪。 （五）容栅位移传感器 容栅位移传感器是近年来发展起来的一种新型位移传感器，属于电容传感器的一种。电容传感器的工作原理是基于对相对运动的极板间的电容的测量，单组极板由于受极板边界非线性的影响，测量范围很有限，因此普通的电容传感器仅用于微小位移的测量。容栅位移传感器是将多组极板排列在一起通过电子开关顺序控制接通，消除了大位移测量的边界非线性影响。容栅位移传感器高精度、非接触、高灵敏度的特点适应于各种直线位移和角位移的应用中。 容栅位移传感器的特点： 1、测量速度快 ,测量速度可达2m/s。 2、无接触测量，适用于有水和煤 尘的测量环境。 3、抗强电磁干扰。 4、微功耗适用于电池供电的测量 系统。 由于容栅位移传感器的以上优点，特别适用煤矿井下的动态位移测量。 主要应用： 容栅式数显动态仪，电脑动态仪， 顶板离层传感器等。 电容传感器工作原理 四、常用的矿压测试参数定义、量刚和换算 关系。 1、支架、支柱工作阻力 国际标准单位： 牛 （N），千牛（KN） 常用表示单位：千克 （Kg） ，吨（T） 换算关系： 1吨力（T） = 9.8 千牛（KN） 1千克力（Kg）= 9.8 牛（N） 2、支架支柱工作压力（压强） 指支柱、支架油缸内乳化液的工作压强。 国际标准单位：帕(Pa) , 兆帕(Mpa) 1帕（Pa) = 牛 （N）/平方米（m2) 1兆帕（Mpa）= 106 帕（Pa） = 0.1 KN/cm2 举例：?100mm单体液压支柱