一種智能風量風壓監測儀。本發明專利技術提高了礦井監控自動化水平，同時還可以傳送至礦井分站處理系統，為通風機的控制調節提供依據；而且具有成本低、使用方便、測量精度高、兼容多種煤礦監控系統（如KJ66、KJ90、KJ95系統等）、性能穩定等優點。包括信號采集模塊、人機交互模塊、信號輸出模塊和通信模塊；其結構特點是：所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM；所述信號輸出模塊包括分頻整形光耦模塊和V/T轉換電流輸出模塊；所述通信模塊包括RS-485總線和CAN總線電路。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦井通風系統領域，具體地涉及一種智能風量風壓監測儀。
技術介紹
礦井通風系統由主通風機、通風網絡、局部通風機和附屬設施組成。主通風機承擔著礦井的供風、排除有害氣體和粉塵，以及調節井下微氣候的任務，其效率是影響礦井主通風系統可靠運轉的重要因素之一，具體表現在主通風機的風量和風壓能否穩定、高效地保持在合理的工控范圍內，即主通風機的工況指標決定其實際運轉效率，并反映其余礦井通風網絡的匹配性。礦井通風系統風量的穩定性差，不僅會導致井下各用風地點風量不足，而且容易引起瓦斯積聚，繼而可能造成瓦斯窒息和爆炸事故。實時監測主通風機風量、風壓的大小成為判斷礦井通風系統穩定性的關鍵。其穩定可靠運行對煤礦的安全生產至關重要。目前，主通風機風量的準確檢測仍是風量監測儀的難點。傳統的測量方法如:風表或電子風表測定法、皮托管動態測定法、附壁靜壓片測定法，都需要安裝測試支架和傳感器，并做大量準備工作，同時受礦井回風中含塵量高、濕度大、氣流脈動強以及風硐的影響。這些測定方法繁瑣、測量困難、誤差大，不能長時間穩定的監測。現有的煤礦主通風機在線監測系統多為一個較獨立的系統，獨自工作，尚未與整個煤礦的監控系統形成網絡。
技術實現思路
本專利技術就是針對上述的缺點問題，提出了一種智能風量風壓監測儀；本專利技術提高了礦井監控自動化水平，同時還可以傳送至礦井分站處理系統，為通風機的控制調節提供依據；而且具有成本低、使用方便、測量精度高、兼容多種煤礦監控系統(如KJ66、KJ90、KJ95系統等)、性能穩定等優點。為實現本專利技術的上述目的，本專利技術采用如下技術方案。本專利技術一種智能風量風壓監測儀，包括信號采集模塊、人機交互模塊、信號輸出模塊和通信模塊；其結構特點是:所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM ;所述信號輸出模塊包括分頻整形光耦模塊和V/T轉換電流輸出模塊；所述通信模塊包括RS-485總線和CAN總線電路。作為本專利技術的一種優選方案，所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述負壓傳感器采用壓敏電阻式CYB-23，所述差壓傳感器采用差壓膜合差動變壓器構成的CYB-25，所述低通濾波電路模塊采用巴特沃斯低通濾波器，本濾波器的截止頻率為10Hz。作為本專利技術的另一種優選方案，所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM ;所述微處理器采用具有CIP-51微處理器內核的C8051F020單片機，它內置64k字節 Flash, 4352 字節片內 RAM, Watchl05 Dog 電路，12 位 ADC 和 DAC0作為本專利技術的另一種優選方案，所述分頻整形光耦模塊采用8位PffM輸出模式，采集風量風壓需要的頻率為200-1000HZ。作為本專利技術的另一種優選方案,所述V/T轉換電流輸出模塊采用4-20mA電流型信號作為輸出，米用內含緩沖放大器和參考電壓源的V/ι轉換芯片AD694。 作為本專利技術的另一種優選方案，所述上位機通信模塊采用RS-485總線和CAN總線電路，其中CAN控制器采用SJA1000芯片，CAN收發芯片采用CTM8251，內部集成了電源隔離、電氣隔離和PCA82C251CAN收發器。本專利技術的有益效果是。本專利技術分析了靜壓差壓法測量主通風機風量的原理，為主通風機風量在線檢測提供了理論依據，并基于此理論，設計風量風壓智能監測儀的硬件和軟件結構，并對儀器測量精度進行了實驗，實驗結果表明:儀器的測量精度遠遠超過工業要求。本系統對通主風機風量風壓值進行在線監測，具有成本低、使用方便、測量精度高、兼容性強和性能穩定等優點。本專利技術以C8051F020單片機為控制核心，采用差壓與負壓變送器實時檢測風量風壓。變送器輸出的模擬信號經采樣濾波及控制器處理后，由中文數字窗口實時顯示。采集到的風量風壓值通過RS-485總線或CAN (Controller Area Network)總線直接上傳到監控系統，這樣很大程度上提高了礦井監控自動化水平；同時還可以傳送至礦井分站處理系統，為通風機的控制調節提供依據。實驗與現場應用證明了該系統的高精度性和穩定可靠性。【附圖說明】圖1是本專利技術一種智能風量風壓監測儀的系統結構框圖。圖2是本專利技術一種智能風量風壓監測儀的系統主程序流程圖。【具體實施方式】如圖1所示，為本專利技術一種智能風量風壓監測儀的系統結構框圖。其中包括信號采集模塊、人機交互模塊、信號輸出模塊和通信模塊；其結構特點是:所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM ;所述信號輸出模塊包括分頻整形光耦模塊和V/T轉換電流輸出模塊；所述通信模塊包括RS-485總線和CAN總線電路。本專利技術監測儀安裝在主通風機房，在通風系統檢測中處于關鍵位置，不僅要完成對兩路傳感器數據的采集、處理、顯示與輸出，而且要實現同監控室間的數據傳輸功能。本專利技術硬件電路主要包括:信號采集模塊，人機交互模塊，頻率與電流輸出模塊，上位機通信模塊。所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述負壓傳感器采用壓敏電阻式CYB-23，所述差壓傳感器采用差壓膜合差動變壓器構成的CYB-25 ;所述負壓傳感器和差壓傳感器分別檢測斷面靜壓差值和負壓值，輸出4-20mA電流信號，具有測量精度高，溫漂系數低，穩定性好的優點。工業現場中的信號容易混疊大量的高頻諧波，直接輸入處理器會導致處理器誤判，嚴重時會損壞儀器。本專利技術所述低通濾波電路模塊采用巴特沃斯低通濾波器濾除高次諧波干擾，保證了對輸入信號的正確采集；本濾波器的截止頻率為10Hz。所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM ;所述微處理器是整個系統的核心，承擔著信號的采集、處理、輸出和數據通信等任務，其穩定性決定了系統的可靠性。本專利技術系統采用Silicon Labs公司生產的具有CIP-51微處理器內核的C8051F020單片機，它內置64k字節Flash，4352字節片內RAM，Watch Dog電路，12位ADC和DAC。C8051F020具有豐富的片內資源，這既簡化了外部電路又提高了系統穩定性。鍵盤和液晶屏完成參數設定，數據顯示。本專利技術所述分頻整形光耦模塊采用8位PffM輸出模式，采集風量風壓需要的頻率為200-1000HZ。所述V/T轉換電流輸出模塊采用4-20mA電流型信號作為輸出，采用內含緩沖放大器和參考電壓源的V/I轉換芯片AD694。本專利技術所述上位機通信模塊采用RS-485總線和CAN總線電路，其中CAN控制器采用SJA1000芯片，CAN收發芯片采用CTM8251，內部集成了電源隔離、電氣隔離和PCA82C251CAN收發器。目前在礦井應用中，RS-485總線較CAN總線更普遍。波特率選擇為2400Hz時，RS-485總線的理論傳輸距離為1800米，所以當風機房與監控室的距離超過1500米時，需采用傳輸距離更遠、性能更可靠的CAN總線。CAN控制器選用SJA1000芯片，CAN收發芯片采用CTM8251，內部集成了電源隔離、電氣隔離和PCA82C251CAN收發器，應用更便本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種智能風量風壓監測儀，包括信號采集模塊、人機交互模塊、信號輸出模塊和通信模塊；其特征在于：所述信號采集模塊包括負壓傳感器和差壓傳感器、采樣電阻、低通濾波電路模塊；所述人機交互模塊包括微處理器、鍵盤、液晶屏、E2PROM；所述信號輸出模塊包括分頻整形光耦模塊和V/T轉換電流輸出模塊；所述通信模塊包括RS?485總線和CAN總線電路。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：褚秀清，
申請(專利權)人：褚秀清，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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