煤矿井下的液压支架在综采工作面承担着顶板支护的任务。支架立柱和千斤顶油缸内的介质压力,是判断支护状态是否正常的直接依据之一。压力异常如果未被及时捕捉,可能关联到顶板管理中的风险。
矿用本安型压力传感器GPD60所处的场景,正是这样一个对信号连续性和设备安全性同时提出要求的环境。
“本安型”三个字对应的是本质安全型防爆设计。井下环境中可能积聚甲烷和煤尘,任何可能产生电火花或过高表面温度的电气环节都需要受到限制。GPD60内置本安电路,其本安参数对输入电压、电流以及内部电容、电感做出了限定,使传感器在正常工作或规定故障状态下不会成为点燃源。对于需要接入煤矿监控系统或与液压支架电液控制系统配合使用的传感器而言,本安设计不是附加功能,而是进入这一场景的前提条件。
在结构层面,这款传感器采用全不锈钢外壳,压力腔体由17-4PH不锈钢整体加工成型。井下空气中可能含有水分和粉尘,设备表面也可能经历冲洗或凝露。整体成型的腔体减少了密封接缝的数量,配合IP68防护等级,为内部敏感元件和电路提供了一个与外部介质相对隔离的空间。压力检测敏感元件经过计算机自动测试并进行了宽温度范围的零点和温度性能补偿,在井下温度变化和潮湿条件下,输出信号的零点漂移得到一定程度的抑制。
信号输出为0.5至4.5V直流,供电电压12V直流,精度0.5%FS,过载压力200%FS,破坏压力300%FS。这些特性对应的使用场景包括液压支架系统的立柱压力监测、泵站系统的压力巡检,以及刮板机、掘进机、采煤机等设备上需要压力信号参与的环节。在综采工作面自动化推进的过程中,移架、推溜、放顶煤等工序需要压力数据作为动作逻辑的输入,传感器所输出的稳定电信号进入主控系统后,参与自动跟机和成组移架的控制判断。菲尔斯特这款矿用本安型压力传感器在系统中的位置,就是让井下的压力状态从物理量转化为可被监测系统持续读取的信号,为井下液压设备的安全运行提供一个稳定的感知起点。