传感器百科|传感器知识百科大全  > 所属分类  >  风速传感器   
[0] 评论[0] 编辑

煤矿风速传感器

媒矿用风速传感器是煤矿监控系统的“耳目”,它用于监测煤矿环境参数与生产过程参数,将各种物理量转换为电信号。煤矿安全监测系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视,研制、生产和推广使用了环境安全、轨道运输、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统,提高了生产率和设备利用率,增强了矿山安全。

       煤矿用风速传感器在煤矿开采业中的作用,不可小觑。在煤矿开采时风速的大小直接影响矿工的生命安全,风速太小,有害气体得不到及时的稀释,可能导致爆炸;如瓦斯爆炸。当风速太大时,可能导致粉尘爆炸。因此风速传感器在煤矿开采中至关重要。主要是将信号转换为超声波,利用接收换能器接收经过风速调制的信号。然后经过中频放大、检波、低频放大、整形后得到方波,然后分两路,一路送给就地显示,一路进行F/I转换。

        矿用风速传感器主要由:电源电路,发射电路,接收电路,整形电路,频流转换,就地显示组成。超声波旋涡风速传感器是利用卡曼涡街对超声波调制原理来实现对风速的测量的。传感器输出1~5mA的直流模拟信号,其值对应0.4~15m/s的风速值。并有就地数字显示功能,直读风速值。可对煤矿井下的风速进行遥测。其测量范围0.4~15m/s。

1.电源电路:由三端固定集成稳压器W和由闸流管SCR、稳压管D4组成的保护电路构成。由电源箱供给21V 450mA直流电源,经本电路稳压后输出12V直流电压作为传感器的工作电路,当W由于某种原因损坏,使输出电压大于13V时,稳压管D4被击穿,闸流管SCR导通电流经SCR流入地,从而实现就地保护。

2.发射电路:该电路由电感三点式振荡器(哈特莱电路)和乙类推挽功率放大器组成。振荡器产生145KHz的连续等幅正弦波,由变压器输入端,经功率放大后施加到发射换能器F上。发射电压约11V,发射功率约200mW。

3.接收电路:由中频放大器、检波器、低频放大器组成。发射换能器发出的超声波,经空气衰减后,被接收换能器接收,转换能量损失很大,接收换能器输出的信号很微弱,一般只有几毫伏,为了满足检波器的需要,实现大信号检波而采用了中频放大器专门对接收换能器输出的信号进行放大。中频放大器由两级LC选频放大器组成,放大器的中心频率为145KHz,频带宽度为3 KHz,电压放大倍数为600~800倍,输出电压有效值为1V。检波器将中频放大器输出的调幅信号中的低频漩涡信号检出送给低频放大器,检波器输出电压幅值为5~10 mV,其值随风速增加而增大。低频放大器采用8FC7型单电源运放构成两级放大器,每级放大约20倍,频率范围在20~1200Hz,当输入端短路时,输出端噪声电压不大于1 mV.

4.整形电路:由BG6、BG7两只硅晶体管构成,把低频放大器输出的近似正弦波信号转换成矩形波,完成波形变换,一路送给就地显示电路,另一路送给频率—电流转换电路。

5.频率—电流转换电路:由CMOS单稳态触发器IC4、单电源运算放大器IC5、场效应晶体管BG8和硅晶体管BG9构成。单稳态触发器IC4输出脉冲TM由R42和C26确定,由施密特整形电路输入的矩形波信号,经单稳态电路再次整形后输出脉宽恒定幅值恒定的矩形脉冲,经R43、WD2、 R41、R46、C27分压滤波后,输出0~1V直流电压信号,完成频率—电压转换。输出电压信号可以由WD2在小范围内调整。由IC5、BG8、BG9、构成恒流电路,WD为模拟负载电阻。WD5为采样电阻,IC5结成同相放大工作状态,恒流电路将0~1V直流电压信号转化成1~5mA直流电流信号,经长线输送至矿井监测系统、电源箱,从而完成频率—电流转换。

6.就地数字显示电路。由CMOS定时控制器IC6,十进制数字寄存译码器IC7、IC8、IC9和数码管等构成。定时控制器IC6由晶体振荡器SZ和R56、C30、C31构成晶体振荡器,产生32768Hz的振荡频率,经分频后,由IC6的12脚输出32Hz,占空比为50%的方波信号作为数码管的驱动信号。IC6的2、3脚接入R54、R57构成施密特触发器,对输入的被测脉冲进行整形,被测信号由IC3的2脚输入。R55、C29决定单稳态触发器的单稳时间,其值应取得比最小输入信号周期小些,以免前一个单稳时间尚未结束,后一个输入信号又到来。

     IC7、IC8、IC9的锁定寄存器选通信号是由IC6 的15脚供给。它是由定时器的窄脉冲产生器产生的间隔周期为1s,脉宽脉冲为1.5x10-5的负窄脉冲信号。IC7、IC8、IC9的清零信号由IC6的11脚供给。它是由定时控制器的窄脉冲产生器产生的间隔周期为1s,脉宽脉冲为1.5x10-5的正窄脉冲信号。被测脉冲由IC6的10脚输出送给IC7的计数输入端6脚进行计数。当计数时间到1秒钟时,选通信号到来,给IC7 ~IC9锁定寄存器解锁,所测信号进入译码器,显示器将显示这1秒钟的测量值。选通脉冲后,液晶显示器保持测量值,同时清零信号对计数器清零。清零脉冲过后,计数器开始下一秒钟的计数。当计数又到1秒钟是,选通信号又到来,锁定寄存器又解锁,液晶显示器显示新的测量值。

附件列表


0

词条内容仅供参考,如果您需要解决具体问题
(尤其在法律、医学等领域),建议您咨询相关领域专业人士。

如果您认为本词条还有待完善,请 编辑

上一篇 超声波风速传感器    下一篇 什么是位移传感器

标签

暂无标签

同义词

暂无同义词