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锚索应力传感器

锚索应力传感器是煤矿巷道锚索支护体系的核心监测设备，可实时采集锚索受力数据，精准反馈围岩应力变化，为顶板稳定性评估、冲击地压预警提供科学依据，是保障煤矿井下支护安全的关键智能化装备。

工作原理

煤矿用锚索应力传感器主流采用三种成熟技术原理，适配不同监测场景需求：

电阻应变式原理

传感器核心部件为粘贴在弹性体上的电阻应变片，当锚索受围岩压力发生拉伸变形时，会带动弹性体同步形变，应变片的电阻值随之发生线性变化。通过惠斯通电桥将电阻变化转化为电压信号，经信号调理电路放大、滤波后，换算为锚索应力数值，支持本地显示或远程传输。该原理技术成熟、成本适中，是井下常规监测的主流选择。

振弦式原理

内置钢弦作为敏感元件，锚索应力变化会改变钢弦的张力，进而影响其固有振动频率。传感器通过激励电路使钢弦振动，再由拾振器采集振动频率信号，频率与应力呈明确的函数关系，经计算即可输出应力值。振弦式传感器抗干扰能力强、长期稳定性好，适合深井高应力巷道的长期定点监测。

光纤光栅式原理

基于光纤光栅的波长调制特性，锚索应力传递至光栅区域时，会导致光栅周期发生变化，反射光的中心波长随之偏移。通过解调仪捕捉波长偏移量，可精准计算应力大小。该类型传感器绝缘性好、抗电磁干扰，适用于强电磁环境或需要远距离传输的智能化监测系统。

主流型号与适配场景

针对煤矿不同支护强度、监测精度的需求，主流型号及应用场景如下：

GMY1000 型矿用本安型锚索应力传感器

采用电阻应变式原理，测量范围 0-1000kN，精度 ?1% FS，输出信号为 RS485 或 4-20mA，防护等级 IP65，防爆标志 ExibI Mb。体积小巧、安装便捷，适配煤巷、半煤岩巷的常规锚索监测，可集成至煤矿安全监测系统，实现应力数据远程实时查看。

VWS-600 型振弦式锚索应力传感器

测量范围 0-600kN，分辨率 0.1kN，具备温度自补偿功能，信号传输距离可达 2km，无需频繁校准，适用于深井高应力巷道的长期监测，尤其适合断层带、陷落柱等地质复杂区域的锚索受力监测，能稳定反馈应力缓慢变化趋势。

FBG-1500 型光纤光栅锚索应力传感器

测量范围 0-1500kN，精度 ?0.5% FS，抗电磁干扰、耐腐蚀，适用于强电设备附近或淋水严重的巷道，可实现多传感器串联组网，适配煤矿智能化工作面的锚索应力分布式监测，为冲击地压综合预警提供高精度数据支撑。

MCS-400 (A) 型分体式锚索应力传感器

传感器与显示单元分离设计，测量范围 0-400kN，支持现场数显读数，无需外接电源，采用电池供电，续航可达 12 个月，适合无供电条件的临时监测点或掘进工作面的超前应力监测。

核心结构与技术特点

核心结构

敏感元件：电阻应变片、振弦或光纤光栅，是感知应力变化的核心部件，直接决定测量精度。

信号处理模块：含放大、滤波、模数转换电路，部分智能型号内置微处理器，可实现数据预处理与报警阈值设定。

安装组件：包括锚具、底座、护套管，护套管采用不锈钢材质，可保护传感器与传输线缆免受煤岩砸碰、腐蚀。

传输接口：支持 RS485、4-20mA、光纤等多种传输方式，适配不同监测系统的组网需求。

技术特点

本质安全防爆：整机采用矿用本安型设计，电路限流限压，无电火花产生，可在高瓦斯、煤尘爆炸危险区域安全运行。

测量精准稳定：高精度敏感元件搭配温度补偿技术，测量误差控制在 ?0.5%~?1%，能捕捉锚索微小应力变化，数据重复性好。

环境适应性强：防护等级 IP65 及以上，外壳耐冲击、耐腐蚀，可适应井下潮湿、多尘、振动的恶劣工况，使用寿命长。

智能化程度高：部分型号支持阈值报警，当应力超过设定值时自动触发预警；支持数据存储与历史曲线查看，便于后期应力趋势分析。