中星測控壓力和傾角傳感器在液壓支架中的應(yīng)用

液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的支護(hù)設(shè)備，也是綜采的關(guān)鍵設(shè)備。長期以來，受國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約和資金投入不足的影響，我國生產(chǎn)的液壓支架多以人工手動(dòng)操控為主。盡管手動(dòng)操控的液壓支架制造成本低、操作簡便，但是移動(dòng)速度慢，生產(chǎn)效率低；而且由于井下工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生安全事故。

近年來，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，采煤技術(shù)設(shè)備的自動(dòng)化也日趨成熟，液壓支架的電液控制技術(shù)也隨之發(fā)展起來。與手動(dòng)操作相比，電液控制系統(tǒng)具有許多無可比擬的優(yōu)越性，比如移架速度快，能夠高效地與采煤設(shè)備相配合，從而大幅度提高生產(chǎn)作業(yè)效率；可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，從而減少工作面的操作人員；可以解決特殊地質(zhì)條件和困難生產(chǎn)條件下的生產(chǎn)工藝問題，有利于保障人身安全等等，液壓支架電液控制系統(tǒng)不但可以自動(dòng)控制液壓支架的動(dòng)作，而且可以實(shí)現(xiàn)鄰架或遠(yuǎn)程控制液壓支架，從而為實(shí)現(xiàn)井下無人工作面提供了可能。正是這些突出的優(yōu)點(diǎn)，在國家煤礦安全生產(chǎn)形勢的迫切需要下，目前越來越多的液壓支架生產(chǎn)廠家開始加大電液控制系統(tǒng)的投入力度。

液壓支架電液控制系統(tǒng)是具有單片機(jī)、傳感器等電子裝置和液壓回路控制部件，可以根據(jù)生產(chǎn)需要而控制液壓支架自動(dòng)動(dòng)作的系統(tǒng)。其中傳感器部分主要是壓力傳感器和傾角傳感器。

壓力傳感器用于檢測液壓支架前、后支柱及前伸梁的壓力值；傾角傳感器用于檢測液壓支架水平面X軸和Y軸的傾斜角度值。常用液壓支架電液控制系統(tǒng)對(duì)壓力和傾角傳感器的一般要求為：

壓力測量范圍：0～60 MPa，2倍以上過壓能力；
傾角測量范圍：±30°，雙軸；
檢測精度：±1%；

此外，系統(tǒng)還要求傳感器具有較小的溫度誤差以及良好的頻率特性，較快的響應(yīng)速度，以便準(zhǔn)確地測出壓力的變化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓支架的準(zhǔn)確控制。

西安中星測控有限公司自主研制的CS-PT2000壓力變送器和CS-PS3000系列壓力傳感器是專門針對(duì)液壓支架檢測而設(shè)計(jì)的，具有穩(wěn)定性好，精度和可靠性高等特點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)巧妙，便于快速拆裝。產(chǎn)品通過了本安認(rèn)證、隔爆認(rèn)證和CE認(rèn)證，廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械行業(yè)。

CS-PT2000壓力變送器主要技術(shù)參數(shù)如下表：

常 規(guī) 數(shù)值 備 注
壓力量程 60MPa 1MPa≈145PSI
過載壓力 2倍額定壓力
破壞壓力 4倍額定壓力
精度 ±0.5%F.S
穩(wěn) 定 性 典型值0.25%F.S, 最大值：0.4%F.S
使用溫度 －40℃~+85℃
補(bǔ)償溫度 －10℃~+70℃
介質(zhì)兼容性 與1Cr18Ni9Ti兼容的所有腐蝕性介質(zhì)
電器性能 二線制 三線制
輸出信號(hào) 4~20mA 0~5V 0~10V
供電電源 10~30Vdc 10~30Vdc/ac 12~30Vdc/ac Vdc/ac意為交直流兩用
負(fù)載電阻 (U-5)/0.02(?) ＞100k?
絕緣 ＞100M ?，500V
電器連接 接插件DIN43650，外殼防護(hù)IP65 俗稱赫斯曼插頭
航空插頭GX16-7，外殼防護(hù)IP45 俗稱快接插頭
防水出線（五級(jí)防水密封），外殼防護(hù)IP68
壓力接口 KJ10，G1/2，NPT1/2
響應(yīng)時(shí)間 10ms
壓力形式 表壓G，密封表壓S
認(rèn)證項(xiàng)目 本質(zhì)安全型E、隔爆型D、歐盟電器安全標(biāo)準(zhǔn)CE
電磁兼容性 電磁放射：EN50081-1/-2；電磁靈敏度：EN50082-2

針對(duì)顧客不同的需求，中星公司還專門研制了經(jīng)濟(jì)型的CS-PS3000系列壓力傳感器，主要技術(shù)指標(biāo)如下：

量程：60MPa ；
輸入阻抗：350Ω，4 個(gè)350Ω橋接 ；
靈 敏 度：1.0—1.2mV/V ；
精度：0.5% ；
零點(diǎn)：≤80μV ；
溫度零點(diǎn)：≤0.2/10℃ ；
工作電壓：≤15V DC ；
使用溫度：－40℃~+85℃；
引線長度：350mm ；
紅線：電源“+”TJC3-4-1 ；
藍(lán)線：電源“-” TJC3-4-4 ；
黃線：信號(hào)“+” TJC3-4-3 ；
綠線：信號(hào)“-” TJC3-4-2 ；
外形尺寸：與CS-PT2000相同。

西安中星測控有限公司自主研制的CS-2TAS-02型雙軸傾角計(jì)是基于MEMS技術(shù)的傳感器，用于測量物體相對(duì)于水平面的傾斜度。兩個(gè)敏感軸分別感受俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的變化。產(chǎn)品具有分辨率高、體積小、成本低、可靠性高等特點(diǎn)，還具有良好的防水、防潮和防塵能力，適合平臺(tái)水平測量、精密傾角測量、機(jī)械設(shè)備水平測量和實(shí)驗(yàn)室儀器調(diào)平等應(yīng)用，目前廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、煤炭機(jī)械行業(yè)中的采煤機(jī)、液壓支架等設(shè)備。主要技術(shù)指標(biāo)如下：

輸入電壓（VDC） 5±0.25
輸入電流（mA）＜40
測量范圍（°） ±45（可選±20、±40、±60、±75）
精度（°） 0.2（在25℃溫度下，±20°測量范圍內(nèi)）
分辨率（°） 0.05
帶寬（Hz） 10
非線性（﹪FS） 0.3
零偏溫漂（°/℃） 0.01
啟動(dòng)時(shí)間（S） ＜0.5
接口類型 RS-485
數(shù)據(jù)輸出格式 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼
工作溫度（℃） -40～+70
重量（g） 50 電流變送器相關(guān)文章:電流變送器原理
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