一种矿用撕裂传感器中导电模块的快速制备方法

技术领域

本发明涉及一种矿用撕裂传感器中导电模块的快速制备方法，属于传感器制造技术领域。

背景技术

矿用撕裂传感器为本质安全型，在煤矿井下含有瓦斯、煤尘爆炸性气体的危险环境中，可与矿用带式输送机用综合保护装置配套使用。作为带式输送机的胶带撕裂保护装置使用，当然，也可用于地面非防爆等有胶带输送机的场合。防撕裂监测配合可编程控制器使用，当胶带发生撕裂时，物料撒落在装于胶带之间的传感器上，传感器上落煤达一定重量时，传感器动作，可编程控制器接收到信号后立即停止胶带机，起到保护胶带的目的。这种传感器一般都是长方形的结构，上面罩有防水布袋，两端配有安装钢丝绳用于安装。传感器框架内是安装板，安装板上设置有电路线条，在安装板上安装有若干个排列的撕裂导电模块，撕裂导电模块在落料时会与电路线条接触给出信号。然而，这里的落料是需要一定的重量时才可以动作，防止误报，因此，要求撕裂导电模块的结构要具有一定的强度，又要具有韧性，类似于键盘上的按键。现有的撕裂导电模块结构包括一个中部向上鼓起的四方形橡胶外壳，在橡胶外壳中鼓起的内表面上复合导电橡胶条或片，制备工艺主要采用橡胶硫化工艺，通过先硫化导电橡胶得到相应形状的导电橡胶条或片，再放入橡胶外壳硫化模具内与橡胶外壳一起硫化成型。这种结构存在的问题很多，主要是在使用一段时间后，橡胶外壳以及导电橡胶块都会产生变形，导致误报警，而且报警的同时会强制停机，造成生产损失。而且，这种硫化工艺对生产环境污染较大，成型周期长，能源消耗大。当前，也有采用浇灌工艺的生产技术，浇灌工艺虽然解决了环境污染和能源消耗问题，但是由于浇灌工艺的材料需要固化，导致其生产周期更长，占用场地面积更大，因此，这种技术并不适合作为大批量产品生产的工艺。

为了解决这些问题，通过检索发现，现有的专利检索中，很多开始采用红外线检测传感器，然而，在市场销售的产品中，由于煤矿井下瓦斯、煤尘爆炸性气体的危险环境，原有的这种传感器的安全优势是明显的，且成本低廉，因此依然在使用，而对于其中的撕裂导电模块的生产工艺，现有技术没有给出好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于解决当前技术中存在的问题，提供一种矿用撕裂传感器中导电模块的快速制备方法，改变了原有的橡胶硫化工艺的弊端，又能够利用注塑机注塑成型，生产周期短，场地占用少，环境污染小，能源消耗少，也解决了浇灌工艺存在的问题，适合大批量生产。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种矿用撕裂传感器中导电模块的快速制备方法，所述撕裂传感器中的导电模块结构由软胶外壳，金属导电层和固定件组成，金属导电层由固定件固定安装在软胶外壳的内表面；所述软胶外壳通过快速成型装置，利用注塑机注塑成型。

进一步的，所述软胶外壳采用TPR软胶材质。

进一步的，所述快速成型装置包括上模体和下模体，在上模体和下模体的相对面上设置软胶外壳的壳型槽，在上模体的顶面设置定位环，唧嘴设置在定位环中的上模体上，连通壳体槽；将快速成型装置通过定位环固定在注塑机上，软胶颗粒通过注塑机熔融后由唧嘴高压压进模具中，熔融状态的软胶通过模具成型冷却后打开上下模体，得到一组软胶外壳。

更进一步的，所述上模体包括通过螺栓固定的上盖板和上模体板，下模体包括通过螺栓依次固定的底板、支撑方铁、托板和下模体板，在上模体板和下模体板相对面上设置导套和导柱，用于将上模体和下模体组装一起；在上模体板和下模体板上设置型槽，组装后形成若干壳型槽。

本发明的有益技术效果是：由于改变了原有的生产工艺和产品结构，产品质量提升，消除了误报，而且生产周期短，场地占用少，环境污染小，能源消耗少，解决了硫化工艺及浇灌工艺存在的问题。

附图说明

图1为本发明快速成型装置的剖面示意图；

图2为本发明快速成型装置的外形结构示意图。

图中：1、上盖板，2、上模体板，3、下模体板，4、托板，5、支撑方铁，6、底板，7、定位环，8、唧嘴9、固定螺丝，10、导套，11、导柱。

具体实施方式

实施例1

为了解决硫化工艺及浇灌工艺存在的问题，又能满足在煤矿井下含有瓦斯、煤尘爆炸性气体的危险环境中的本质安全要求，我公司研发了一种矿用撕裂传感器中导电模块的快速制备方法，首先，将撕裂传感器中的导电模块的结构重新设计，改由软胶外壳，金属导电层和固定件组成，金属导电层由固定件固定安装在软胶外壳的内表面。这种结构先排除了原有导电橡胶条或片的橡胶硫化制备工艺，将柔性金属软片通过钉或粘或其他方式固定在外壳内表面，柔性金属软片的导电性能优于导电橡胶条或片，此时，外壳的强度和韧性能够满足要求，同时，由于柔性金属软片较薄，长时间使用导致的整体变形小，此时，只需对外壳的设计满足变形小的要求即可解决误报的问题。

市场上现有的导电块的工作原理基本上都是利用电阻式压敏传感器的原理，输出阻值与动作力大小有关，动作力越大，输出电阻值越小，这也就导致了导电橡胶在使用时存在着误动的风险。本发明的导电金属层可实现接触瞬间就导通，从而立即报警，不受动作力大小的影响，无动作延时和误动作风险。在导电模块金属层的厚度设计上，分别对0.1～0.5mm的厚度进行试验，都能达到预期目标，且具有接触即导通报警的特点，性能稳定。

而对于软胶外壳的生产工艺，为了压缩成型周期和减少能源消耗，满足强度和韧性等要求，我们最终采用TPR软胶材质，通过快速成型装置，利用注塑机注塑成型。注塑成型相较于硫化成型时间缩短了95%左右，且注塑工艺相较于硫化工艺对于环境可以做到几乎零污染，更解决了环保问题。

实施例2

如图1、2所示，作为实施例1中，软胶外壳制备所需要的快速成型装置，我们设计了上模体和下模体，在上模体和下模体的相对面上设置软胶外壳的壳型槽，在上模体的顶面设置定位环，唧嘴设置在定位环中的上模体上，连通壳体槽；将快速成型装置通过定位环固定在注塑机上，软胶颗粒通过注塑机熔融后由唧嘴高压压进模具中，熔融状态的软胶通过模具成型冷却后打开上下模体，得到一组软胶外壳。

所述上模体包括通过螺栓9固定的上盖板1和上模体板2，下模体包括通过螺栓9依次固定的底板6、支撑方铁5、托板4和下模体板3，在上模体板和下模体板相对面上设置导套10和导柱11，用于将上模体和下模体组装一起；在上模体板和下模体板上设置型槽，组装后形成若干壳型槽。因软胶外壳采用TPR材料注塑，为保证其整体强度，在软胶外壳上侧增加加强筋结构，从而达到预期的强度。

在上模体板2和下模体板3之间铣出对应的产品形状，在产品生产时把上、下模通过导柱11、导套10的配合组装在一起，导套10安装在上模体板2上，定位环7、唧嘴8安装在上盖板1上，上盖板1和上模体板2通过固定螺丝9固定在一起，组成上模体。把下模体板3、托板4、支撑方铁5、底板6、导柱13依次通过固定螺丝9固定在一起组成下模体。在上模体板2和下模体板3之间铣出软胶外壳的形状，通过导柱、导套配合组装在一起，把模具通过定位环7固定在注塑机上，把软胶颗粒通过注塑机熔融后通过唧嘴8高压压进模具中，熔融状态的软胶通过模具成型冷却后打开上、下模体，得到相应的软胶壳体产品。

由于软胶壳体的尺寸小，因此，上、下模体上的软胶壳体槽可以设置若干个，一次成型就能生产出多个产品。由于改变了原有的生产工艺和产品结构，产品质量提升，消除了误报，而且生产周期短，场地占用少，环境污染小，能源消耗少，解决了硫化工艺及浇灌工艺存在的问题。