矿用135#0538#5101钻孔应力计组成结构全解析

一、核心结构组成

矿用钻孔应力计由传感系统、力学传导系统、安装固定系统及数据传输系统四大模块构成，各部件协同工作以实现应力监测功能。

1. 传感系统

• 压力枕（核心传感器）
  • 油压枕式：采用充油膨胀结构（如SSS20W(C)型），岩体应力变化通过包裹体传递至压力枕，转化为液体压力。
  • 压磁式：利用镍铁合金磁芯的磁导率变化感知应力（如YG-73型），适用于高精度科研监测。
  • 振弦式：通过钢弦振动频率变化反映应力（如钢弦压力盒），需配套频率接收仪使用。
• 压力转换器
  将液体压力或机械形变转换为电信号，支持模拟信号（4-20mA）或数字信号（RS485）输出。

2. 力学传导系统

• 导压管
  连接压力枕与转换器，确保压力信号无损传输，材质需耐腐蚀、抗高压。

• 楔体结构

  • 内外楔体：通过螺纹联接套固定于导向槽内，安装时推压外楔体使压力枕紧贴孔壁（如HCZ-10型）。
  • 补偿功能：外楔体直径可变（6-13mm），补偿钻孔几何误差，确保耦合紧密。

3. 安装固定系统

• 安装插头/杆

  • 功能：推送应力计至预定深度，防止旋转或滑动。
  • 设计：分节式结构（如钢筋内杆+安装管），支持深孔安装（*深15m）。

• 包裹体
  环绕压力枕的弹性材料，保护传感器并传递应力，材质需耐磨损、抗撕裂。

• 木质垫块
  置于孔底，辅助楔体撑紧，防止应力计滑脱（如液压式应力计安装步骤）。

4. 数据传输系统

• 电缆/天线
  • 有线传输：标配电缆长度达1000m，支持RS485协议。
  • 无线传输：如SSS20W(C)型内置430MHz无线模块，通讯距离100m，功耗低至100mA以下。
• 数据采集仪
  • 手动读取：配套数显仪表（如YHY30(A)型），直接显示应力值。
  • 自动监测：支持云计算平台，实现远程实时分析（如中铁隧道局案例）。

二、关键部件功能详解

三、技术特性与优势

1. 高精度测量
   • 量程覆盖0-60MPa，分辨率达0.1MPa，精度0.5%FS，满足软岩至硬岩监测需求。
2. 环境适应性
   • 不锈钢材质，IP67防护等级，适应煤矿井下高温（0-40℃）、高湿（≤95%RH）环境。
3. 定向测力功能
   • 通过楔体结构或安装杆调整测力方向，确保与岩层主应力方向一致（如窥视仪校准）。
4. 低功耗设计
   • 无线型号支持睡眠模式，未接收命令时功耗低于100mA，电池续航达30天。

四、结

矿用钻孔应力计通过压力枕-导压管-转换器-楔体-安装杆的精密结构，实现了岩体应力的*监测。其模块化设计支持有线/无线传输、定向测力及远程监控，广泛应用于煤矿、隧道等地下工程，为围岩稳定性评估提供关键数据支撑。