基本信息
- 項目名稱：
- 礦用負壓探測器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 礦用負壓傳感器的原理主要是基于壓電效應原理，將環(huán)境中的負壓大小轉(zhuǎn)換成電信號，得到的電信號經(jīng)放大、檢波后送入單片機；經(jīng)過軟件的線性化處理等得到準確的負壓值，給數(shù)碼管顯示；同時輸出頻率信號送入工作站，經(jīng)電纜和通訊接口裝置傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控主機，實現(xiàn)負壓值的連續(xù)實時監(jiān)測。該探測器具有可靠性高、功能強，應用前景廣闊。
- 詳細介紹：
- 礦用負壓探測器是實現(xiàn)礦井通風監(jiān)控的重要設備。用于井下監(jiān)測通風壓力等參數(shù)及其變化規(guī)律，以保證礦井正常通風和配風，保證井下作業(yè)的安全。 礦用負壓傳感器的原理主要是基于壓電效應原理，將環(huán)境中的負壓大小轉(zhuǎn)換成電信號，得到的電信號經(jīng)放大、檢波后送入單片機；經(jīng)過軟件的線性化處理等得到準確的負壓值，給數(shù)碼管顯示；同時輸出頻率信號送入工作站，經(jīng)電纜和通訊接口裝置傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控主機，實現(xiàn)負壓值的連續(xù)實時監(jiān)測。該探測器具有可靠性高、功能強，應用前景廣闊。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設計、發(fā)明的目的和基本思路： 本設計的主要目的是通過對礦井通風的監(jiān)控，以保證礦井正常通風和配風，保證井下作業(yè)的安全。 本設計的基本思路是基于壓電效應原理，將環(huán)境中的負壓大小轉(zhuǎn)換成電信號，得到的電信號經(jīng)放大、檢波后送入單片機；經(jīng)過軟件的線性化處理等得到準確的負壓值，給數(shù)碼管顯示；同時輸出頻率信號送入工作站，經(jīng)電纜和通訊接口裝置傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控主機，實現(xiàn)負壓值的連續(xù)實時監(jiān)測。 本系統(tǒng)主要由以下幾個核心部分組成： 1)信號調(diào)理電路部分： 2)數(shù)碼管顯示電路部分： 3)信號輸出電路： 4)紅外遙控電路： 5)報警部分： 本設計的創(chuàng)新點： 在于零點的自動校準和靈敏度自動校準的應用，根據(jù)信號噪聲的規(guī)律性變化通過軟件的編程來校正。 零點漂移定義為在正常大氣壓條件下信號的輸出隨時間緩慢的變化。當零點漂移與正常信號發(fā)生疊加時，這個疊加很大程度上會影響測量精度。因此，減小零點漂移對增大檢測的可靠性有非常重要的意義。外部環(huán)境是環(huán)境溫度的影響，是產(chǎn)生零點漂移的主要因素。在正常大氣條件下，傳感器的輸出信號應為零，如果此時發(fā)生零點漂移，完全可以對信號進行簡單的處理，即輸出信號減去零點漂移值即可。 主要技術(shù)指標： 本設計的主要技術(shù)指標是零點自動校準的應用和靈敏度自動校準的應用，通過應用硬件設計及軟件的編程來實現(xiàn)它的最終穩(wěn)定的目的。
科學性、先進性
- 最終實現(xiàn)的功能主要包括以下兩個方面： 1)實現(xiàn)了礦用負壓探測器的實時有效檢測，并對測量結(jié)果實現(xiàn)實時輸出； 2)對煤礦井下各種坑道，風口，扇風機井口等處的負壓值進行連續(xù)實時檢測； 3)實現(xiàn)了探測器數(shù)據(jù)采集控制； 4）軟件實現(xiàn)非線性補償； 5）控制輸出200Hz～1000Hz頻率信號； 6）完成系統(tǒng)的集成控制。 本設計能夠使測量系統(tǒng)實現(xiàn)準確的實時現(xiàn)場監(jiān)控，具有傳輸精度高，抗干擾能力強，隔離性好的優(yōu)點。此外，探測器與分站之間沒有電和磁的聯(lián)系，各自的本安電器系統(tǒng)完全隔離，特別適合于煤礦使用。對于系統(tǒng)硬件設備的溫度監(jiān)控能夠使測量系統(tǒng)運行更加安全，以免突發(fā)過熱對測量系統(tǒng)的破壞和停電所帶來的更嚴重的損失。 本設計不僅在很大程度上提高測量系統(tǒng)的測量精度，實現(xiàn)了系統(tǒng)擴展，進行了系統(tǒng)的配置，論述了系統(tǒng)在抗干擾設計方面所遵循的原則和采取的相應措施，通過軟硬件相結(jié)合的方式，有效增強了系統(tǒng)的抗干擾能力，使其更好的服務于煤礦安全生產(chǎn)
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗成功聯(lián)系生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物，產(chǎn)品，現(xiàn)場演示，圖片，樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢: 本設計的主要技術(shù)特點是通過對煤礦井下各種坑道，風口，扇風機井口等處的負壓值進行連續(xù)實時檢測，通過紅外線遙控來控制系統(tǒng)的補償系數(shù)由軟件實現(xiàn)非線性補償，輸出200Hz～1000Hz頻率信號，完成系統(tǒng)的集成控制。 模擬量使用頻率信號傳輸具有許多優(yōu)勢： （1）傳輸精度高 （2）抗干擾能力強 （3）隔離性好 使用范圍及應用前景： 可以廣泛的應用于各種檢測負壓的場合，尤其是礦井的通風參數(shù)的檢測上。其經(jīng)濟效益也非?？捎^。所以礦用負壓探測器的市場前景十分廣闊。 市場分析和經(jīng)濟效益預測： 由于本設計在應用上具有普遍性，實物的便攜性，所以可以應用到各個煤礦中，不受具體條件的限制，目標市場十分廣闊，經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。
同類課題研究水平概述
- 礦用負壓探測器是實現(xiàn)礦井通風監(jiān)控的重要設備。它是在礦井下巷道中進行連續(xù)負壓檢測的安全型儀器，主要用于風壓變化監(jiān)測，在煤礦的井下測量風門內(nèi)外、密閉內(nèi)外和風筒內(nèi)外壓力差、以及礦井主扇通風壓力等通風參數(shù)及其變化規(guī)律，以保證礦井正常通風和配風，保證井下作業(yè)的安全。 煤礦井下生產(chǎn)過程復雜，環(huán)境條件差，自然災害多，經(jīng)常存在發(fā)生安全事故的隱患，煤礦的安全生產(chǎn)形勢嚴峻。煤礦的事故大多是由于井下有毒氣體的擴散、瓦斯爆炸等造成的，所以有效的降低井下的有害氣體濃度對于預防事故的發(fā)生和保證安全生產(chǎn)有著十分重要的意義?，F(xiàn)有的技術(shù)手段主要是通過有效的通風來降低瓦斯?jié)舛?，保證安全生產(chǎn)。要確保合理通風，就要準確地確定各項通風參數(shù)及其變化規(guī)律，這時就需要一個有效的設備來達到上述的要求，即礦用負壓探測器[1]。 傳統(tǒng)的早期負壓探測器普遍存在精度低、可靠性弱的現(xiàn)象，且在使用過程中 ，傳感器的溫度穩(wěn)定性差，易受環(huán)境影響、極易損壞。目前國內(nèi)研制的礦用負壓探測器通過國家認證的不多。原因在于煤礦對于探測器的準確性要求極高，對于使用產(chǎn)品的安全性也要求較高，目前國內(nèi)能過研制和生產(chǎn)的負壓探測器的廠家也是寥寥無幾，所以負壓探測器的開發(fā)具有巨大的市場潛力。煤礦井下特殊、復雜的工作環(huán)境，以及新頒布的“煤礦安全規(guī)程（2005）”標準，都迫切要求采用新技術(shù)、新工藝，研究設計出符合新標準的礦用負壓探測器[2]。而我們設計的礦井負壓探測器，完全實現(xiàn)了這種要求。能夠連續(xù)、準確、長期穩(wěn)定的對礦井下的通風環(huán)境進行監(jiān)控，且安全、準確，完全符合國家標準。
