基于Modbus协议煤矿液压支架用磁致伸缩位移传感器设计

　　       液压支架电液控制系统是实现综采工作面生产自动化的主要装置之一,可实现综采工作面生产设备的自动控制,提高工作面生产效率,改善工作面生产条件,达到安全生产的目的。液压支架电液控制系统主要由支架控制器、支架人机操作界面、隔离耦合器、压力传感器、行程传感器、隔爆电源、采煤机位置检测装置、井下主控计算机和电液控制主阀组等组成,推移(推溜)千斤顶安装于液压支架的底部,其内置安装一个位移传感器,检测推移千斤顶的活塞行程,进而掌握工作面的推进速度和累计推进量,以便准确制定工作计划和推算煤炭产量。位移传感器的精度和可靠性,对整个综采面的自动化有的至关重要的作用。传统的位移传感器是用若干个干簧管排列分压原理设计,精度和可靠性都很低。
       针对以上问题,论文以“基于Modbus协议煤矿液压支架用磁致伸缩位移传感器的设计”为题,主要研究基于磁致伸缩原理的无线位移传感器。论文从液压支架概述、Modbus通信协议、位移传感器发展、磁致伸缩位移传感器基本原理等方面,分析国内外研究现状,主要研究工作包括:

(1)开展磁致伸缩位移传感器硬件设计研究。结合磁致伸缩技术,设计一种高精度、可靠、稳定的位移传感器。具体从传感器防爆、防尘、防振、防潮、防热、防干扰等方面着手,对传感器微型化进行研究。
(2)开展磁致伸缩位移传感器软件设计研究。本章主要开展软件设计工作,主要包括软件集成开发环境IDE介绍、软件总原理设计、软件初始化程序设计、及数据采集程序设计。
(3)开展磁致伸缩位移传感器EMC及煤安设计研究。对磁致伸缩位移传感器EMC及煤安设计开展研究。针对EMC设计,主要对浪涌抗扰度设计、电快速瞬变脉冲群抗扰度设计、静电放电抗扰度设计几方面进行分析;根据GB3836.4-2000第4部分,讨论安全栅相关参数的选定,并对传感器相关电路进行煤安设计。
(4)验证设计方案研究。搭建磁致伸缩位移传感器测试平台,对位移传感器进行电磁兼容测试、跌落试验、非线性度测试和泡水试验。
       实验表明,磁致伸缩矿用位移传感器的精度和可靠性都比传统的测控杆要高,完全满足在矿下使用要求。
 

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