[实用新型]矿井通风参数智能检测仪

说明书

本实用新型属于矿井通风参数检测仪表。

在矿井通风工程技术管理业务中，根据需要，时常要进行矿井通风参数测算，如巷道风流的相对静压力、绝对静压力、空气密度、温度、相对标高、风速和通风压力损失等参数。多年来由于传感器制作技术落后及技术指标低的影响，使用于此种产品的传感器均为弹性膜盒式制造原理，以此研制生产的这类通风参数检测仪表，只能完成相对压力和绝对压力的测算，这类仪表存在的突出问题是的精度低、分辨率差和线性度低等关键技术问题。更为突出的问题是用这类仪表测算测点间通风阻力(压力)损失时，其测点标高值Z_i要从巷道施工设计时的地质资料中查得来计算(Z_i-Z_i+1)ρg，这种方式存在三个突出问题：其一是选定通风参数测点位置受限，选定的测点很难准确的与资料中的标高点位置对应，而达不到精度要求；其二是设计资料中给定的标高位置参数与实际施工位置往往不符；其三是通风参数测定需要的标高点的位置及数量，设计资料往往满足不了实际需要，这三个问题常常造成严重影响测算精度。

本实用新型的目的是采用近两年出现的新型传感器及其大气热流体力学中的压力测高新理论与计算公式，提供一种容多参数检测为一体的高精度的、能直接测量测点相对标高的矿井通风参数智能检测仪。

本实用新型的电路结构是：它具有压力信号检测电路、温度信号检测电路、参数计算与显示输出电路及电源电路构成。其中压力信号检测电路由压力传感器、信号采集电路、信号放大模拟电路和频率信号生成电路组成；温度信号电路由温度传感器及信号采集电路、信号放大模拟电路和频率信号生成电路组成。由上述两路检测电路得到的数字信号，由参数计算与显示输出电路完成检测参数的计算和输出结果。参数计算与显示输出电路由单片机集成块电路构成，单片机装有相应计算程序，通过测算出的压力值p和密度ρ值，依据矿井通风压力损失参数测算原理及大气热流体力学中的压力测高理论和计算公式：，自动计算显示出测点的相对标高值z_I(式中g为空气重力加速度；p_o为校定仪器时设定的大气压力值；z_I-z_O为测点相对标高变化值：z_O为校定仪器时设定的标高值)。1压力信号检测电路

压力信号检测电路由压力传感器信号采集电路、信号放大模拟电路和频率信号生成电路组成。压力传感器的稳定性保证措施，采用集成块IC06A、IC06B、稳压二级管Z₁、Z₂及电阻构成恒流源/恒压源电路：放大模拟电路由精密仪表放大器IC04及漂移微调模块IC06组成信号放大模拟电路：频率信号生成电路采用电压频率转换模块IC05及电阻R05和电容C07构成频率信号生成电路。2温度信号检测电路

温度信号检测电路的构成：①温度传感器IC01及电阻R01、VR01、R02组成基本的信号检测电桥，模块IC06A、IC06B及电阻R07、R08、R09、R10组成的恒流源/恒压源电路保证检测电桥的稳定性和抗干扰性；②检测电桥输出信号经精密仪表放大器IC02和可调电阻VB03、VB04、VB05组成信号放大模拟电路，放大模拟电路输出信号的漂移问题的控制采用由模块IC06D和电阻R13、R14组成的微调电路。③放大模拟电路输出的电压信号转换成频率信号的完成过程，采用集成块IC03，电容C03、C01、C02，电阻R03、VR06构成频率信号生成电路。3检测参数计算与显示输出电路

由上述1、2两路检测信号电路得到的数字信号，由单片机集成块电路IC10、IC11、IC12、IC13、IC09及相应的电阻、电容组成的控制参数计算与显示电路，完成检测参数的计算结果的显示输出。4电源电路

为了得到±15V电源供信号检测电路1.2工作，将6-9V直流电源的电压经稳压集成块IC14稳压输出+5V基准电压，然后由开关型DC-DC变换器IC15，以及电感L₁、L₂和若干电阻、电容等组件构成的电源电路输出±15V电压供信号检测电路1，2工作。同时IC14输出的+5V基准电压又供检测参数计算与显示输出电路3工作。