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加速度传感器/倾角传感器
中星测控压力和倾角传感器在液压支架中的应用
时间: 2011-06-14 12:39
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液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，也是综采的关键设备。长期以来，受国内基础工业水平的制约和资 ...
液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，也是综采的关键设备。长期以来，受国内基础工业水平的制约和资金投入不足的影响，我国生产的液压支架多以人工手动操控为主。尽管手动操控的液压支架制造成本低、操作简便，但是移动速度慢，生产效率低；而且由于井下工作环境恶劣，容易发生安全事故。
近年来，随着计算机和自动控制技术的发展，采煤技术设备的自动化也日趋成熟，液压支架的电液控制技术也随之发展起来。与手动操作相比，电液控制系统具有许多无可比拟的优越性，比如移架速度快，能够高效地与采煤设备相配合，从而大幅度提高生产作业效率；可以实现自动化作业，降低工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，从而减少工作面的操作人员；可以解决特殊地质条件和困难生产条件下的生产工艺问题，有利于保障人身安全等等，液压支架电液控制系统不但可以自动控制液压支架的动作，而且可以实现邻架或远程控制液压支架，从而为实现井下无人工作面提供了可能。正是这些突出的优点，在国家煤矿安全生产形势的迫切需要下，目前越来越多的液压支架生产厂家开始加大电液控制系统的投入力度。
液压支架电液控制系统是具有单片机、传感器等电子装置和液压回路控制部件，可以根据生产需要而控制液压支架自动动作的系统。其中传感器部分主要是压力传感器和倾角传感器。
压力传感器用于检测液压支架前、后支柱及前伸梁的压力值；倾角传感器用于检测液压支架水平面X轴和Y轴的倾斜角度值。常用液压支架电液控制系统对压力和倾角传感器的一般要求为：
压力测量范围：0～60 MPa，2倍以上过压能力；
倾角测量范围：±30°，双轴；
检测精度：±1%；
此外，系统还要求传感器具有较小的温度误差以及良好的频率特性，较快的响应速度，以便准确地测出压力的变化状态，实现对液压支架的准确控制。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-PT2000压力变送器和CS-PS3000系列压力传感器是专门针对液压支架检测而设计的，具有稳定性好，精度和可靠性高等特点，而且结构巧妙，便于快速拆装。产品通过了本安认证、隔爆认证和CE认证，广泛应用于煤矿机械行业。
CS-PT2000压力变送器主要技术参数如下表：
常 规 数值 备 注
压力量程 60MPa 1MPa≈145PSI
过载压力 2倍额定压力
破坏压力 4倍额定压力
精度 ±0.5%F.S
稳 定 性 典型值0.25%F.S, 最大值：0.4%F.S
使用温度 －40℃~+85℃
补偿温度 －10℃~+70℃
介质兼容性 与1Cr18Ni9Ti兼容的所有腐蚀性介质
电器性能 二线制 三线制
输出信号 4~20mA 0~5V 0~10V
供电电源 10~30Vdc 10~30Vdc/ac 12~30Vdc/ac Vdc/ac意为交直流两用
负载电阻 (U-5)/0.02(Ω) ＞100kΩ
绝缘 ＞100M Ω，500V
电器连接 接插件DIN43650，外壳防护IP65 俗称赫斯曼插头
航空插头GX16-7，外壳防护IP45 俗称快接插头
防水出线（五级防水密封），外壳防护IP68
压力接口 KJ10，G1/2，NPT1/2
响应时间 10ms
压力形式 表压G，密封表压S
认证项目 本质安全型E、隔爆型D、欧盟电器安全标准CE
电磁兼容性 电磁放射：EN50081-1/-2；电磁灵敏度：EN50082-2
针对顾客不同的需求，中星公司还专门研制了经济型的CS-PS3000系列压力传感器，主要技术指标如下：
量程：60MPa ；
输入阻抗：350Ω，4 个350Ω桥接 ；
灵 敏 度：1.0—1.2mV/V ；
精度：0.5% ；
零点：≤80μV ；
温度零点：≤0.2/10℃ ；
工作电压：≤15V DC ；
使用温度：－40℃~+85℃；
引线长度：350mm ；
红线：电源“+”TJC3-4-1 ；
蓝线：电源“-” TJC3-4-4 ；
黄线：信号“+” TJC3-4-3 ；
绿线：信号“-” TJC3-4-2 ；
外形尺寸：与CS-PT2000相同。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-2TAS-02型双轴倾角计是基于MEMS技术的传感器，用于测量物体相对于水平面的倾斜度。两个敏感轴分别感受俯仰角和滚转角的变化。产品具有分辨率高、体积小、成本低、可靠性高等特点，还具有良好的防水、防潮和防尘能力，适合平台水平测量、精密倾角测量、机械设备水平测量和实验室仪器调平等应用，目前广泛应用于矿山机械、煤炭机械行业中的采煤机、液压支架等设备。主要技术指标如下：
输入电压（VDC） 5±0.25
输入电流（mA）＜40
测量范围（°） ±45（可选±20、±40、±60、±75）
精度（°） 0.2（在25℃温度下，±20°测量范围内）
分辨率（°） 0.05
带宽（Hz） 10
非线性（﹪FS） 0.3
零偏温漂（°/℃） 0.01
启动时间（S） ＜0.5
接口类型 RS-485
数据输出格式 16位二进制补码
工作温度（℃） -40～+70
重量（g） 50
近年来，随着计算机和自动控制技术的发展，采煤技术设备的自动化也日趋成熟，液压支架的电液控制技术也随之发展起来。与手动操作相比，电液控制系统具有许多无可比拟的优越性，比如移架速度快，能够高效地与采煤设备相配合，从而大幅度提高生产作业效率；可以实现自动化作业，降低工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，从而减少工作面的操作人员；可以解决特殊地质条件和困难生产条件下的生产工艺问题，有利于保障人身安全等等，液压支架电液控制系统不但可以自动控制液压支架的动作，而且可以实现邻架或远程控制液压支架，从而为实现井下无人工作面提供了可能。正是这些突出的优点，在国家煤矿安全生产形势的迫切需要下，目前越来越多的液压支架生产厂家开始加大电液控制系统的投入力度。
液压支架电液控制系统是具有单片机、传感器等电子装置和液压回路控制部件，可以根据生产需要而控制液压支架自动动作的系统。其中传感器部分主要是压力传感器和倾角传感器。
压力传感器用于检测液压支架前、后支柱及前伸梁的压力值；倾角传感器用于检测液压支架水平面X轴和Y轴的倾斜角度值。常用液压支架电液控制系统对压力和倾角传感器的一般要求为：
压力测量范围：0～60 MPa，2倍以上过压能力；
倾角测量范围：±30°，双轴；
检测精度：±1%；
此外，系统还要求传感器具有较小的温度误差以及良好的频率特性，较快的响应速度，以便准确地测出压力的变化状态，实现对液压支架的准确控制。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-PT2000压力变送器和CS-PS3000系列压力传感器是专门针对液压支架检测而设计的，具有稳定性好，精度和可靠性高等特点，而且结构巧妙，便于快速拆装。产品通过了本安认证、隔爆认证和CE认证，广泛应用于煤矿机械行业。
CS-PT2000压力变送器主要技术参数如下表：
常 规 数值 备 注
压力量程 60MPa 1MPa≈145PSI
过载压力 2倍额定压力
破坏压力 4倍额定压力
精度 ±0.5%F.S
稳 定 性 典型值0.25%F.S, 最大值：0.4%F.S
使用温度 －40℃~+85℃
补偿温度 －10℃~+70℃
介质兼容性 与1Cr18Ni9Ti兼容的所有腐蚀性介质
电器性能 二线制 三线制
输出信号 4~20mA 0~5V 0~10V
供电电源 10~30Vdc 10~30Vdc/ac 12~30Vdc/ac Vdc/ac意为交直流两用
负载电阻 (U-5)/0.02(Ω) ＞100kΩ
绝缘 ＞100M Ω，500V
电器连接 接插件DIN43650，外壳防护IP65 俗称赫斯曼插头
航空插头GX16-7，外壳防护IP45 俗称快接插头
防水出线（五级防水密封），外壳防护IP68
压力接口 KJ10，G1/2，NPT1/2
响应时间 10ms
压力形式 表压G，密封表压S
认证项目 本质安全型E、隔爆型D、欧盟电器安全标准CE
电磁兼容性 电磁放射：EN50081-1/-2；电磁灵敏度：EN50082-2
针对顾客不同的需求，中星公司还专门研制了经济型的CS-PS3000系列压力传感器，主要技术指标如下：
量程：60MPa ；
输入阻抗：350Ω，4 个350Ω桥接 ；
灵 敏 度：1.0—1.2mV/V ；
精度：0.5% ；
零点：≤80μV ；
温度零点：≤0.2/10℃ ；
工作电压：≤15V DC ；
使用温度：－40℃~+85℃；
引线长度：350mm ；
红线：电源“+”TJC3-4-1 ；
蓝线：电源“-” TJC3-4-4 ；
黄线：信号“+” TJC3-4-3 ；
绿线：信号“-” TJC3-4-2 ；
外形尺寸：与CS-PT2000相同。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-2TAS-02型双轴倾角计是基于MEMS技术的传感器，用于测量物体相对于水平面的倾斜度。两个敏感轴分别感受俯仰角和滚转角的变化。产品具有分辨率高、体积小、成本低、可靠性高等特点，还具有良好的防水、防潮和防尘能力，适合平台水平测量、精密倾角测量、机械设备水平测量和实验室仪器调平等应用，目前广泛应用于矿山机械、煤炭机械行业中的采煤机、液压支架等设备。主要技术指标如下：
输入电压（VDC） 5±0.25
输入电流（mA）＜40
测量范围（°） ±45（可选±20、±40、±60、±75）
精度（°） 0.2（在25℃温度下，±20°测量范围内）
分辨率（°） 0.05
带宽（Hz） 10
非线性（﹪FS） 0.3
零偏温漂（°/℃） 0.01
启动时间（S） ＜0.5
接口类型 RS-485
数据输出格式 16位二进制补码
工作温度（℃） -40～+70
重量（g） 50
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