矿用风速传感器的设计.doc

毕 业 设 计(论文)
(说 明 书)
题 目: 矿用风速传感器
姓 名: xxx
学 号:
年 12 月 9 日
毕 业 设 计 (论文) 任 务 书
姓名 xxx
专业
任 务 下 达 日 期 2 年 9 月 19 日
设计(论文)开始日期 2 年 9 月 26 日
设计(论文)完成日期 2 年 12 月 9 日
设计(论文)题目: 矿用风速传感器
A·编制设计
B·设计专题(毕业论文)
指 导 教 师
系(部)主 任
20 年 12 月 9日
院
毕业设计(论文)答辩委员会记录
自动化与信息工程 系应用电子线路(设计与应用方向)专业,学生 xxx于 20 年 12 月 日进行了毕业设计(论文)答辩。
设计题目: 矿用风速传感器
专题(论文)题目: 矿用风速传感器
指导老师:
答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 xxx 毕业设计(论文)成绩为 。
答辩委员会 人,出席 人
答辩委员会主任(签字):
答辩委员会副主任(签字):
答辩委员会委员: , , ,
, , ,
毕业设计(论文)评语
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共 页
学生姓名: xxx 专业 年级
毕业设计(论文)题目: 矿用风速传感器
评 阅 人:
指导教师: (签字) 年 月 日
成 绩:
系(科)主任: (签字) 年 月 日

毕业设计(论文)及答辩评语:
目录
摘要 1
第1章 矿用风速传感器概述 2
1.1矿用风速传感器的作用 2
1.2矿用风速传感器的安装位置 2
1.3矿用风速传感器的技术指标 2
1.4矿用风速传感器的分类 2
1.5测风方法 3
1.6测风注意事项 4
1.7 各类传感器性能比较 5
1.8超声波风速传感器的主要特点 6
第2章工作原理及设计方案 7
2.1工作原理 7
2.1.1卡曼涡街原理 7
2.1.2超声波旋涡式风速传感器工作原理 8
2.2设计方案 9
第3章各部分电路设计 11
3.1电源电路的设计 11
3.2发射电路设计 12
3.2.1电感三点式振荡器 12
3.2.2乙类推挽功率放大电路 14
3.2.3 相关的计算 15
3.3超声波发射/接收电路 16
3.4接收电路的设计 17
3.4.1 中频放大电路 17
3.4.2 检波电路 18
3.4.3低频放大电路 19
3.5整形电路的设计 21
3.6频率-电流装换电路的设计 22
3.7显示电路的设计 23
第4章 风速传感器的应用 29
4.1使用前的准备 29
4.2 传感器接线 29
4.3 风速传感器使用注意事项 30
4.4 维护与保养 30
结束语 32
致谢 33
参考文献 1
附录 2
摘要
矿用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。
随着传感器技术、电子技术、计算机技术和信息传输技术的发展和在煤矿的应用,为适应机械化采煤的需要,矿井监控系统由早期的单一参数的监测系统,发展为多参数单方面监控系统。这些系统均针对某一方面的多参数监控,这包括环境安全监控系统、轨道运输监控系统,胶带运输监控系统、提升运输监控系统、供电监控系统、排水监控系统、矿山压力监控系统、火灾监控系统、水灾监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、大型机电设备健康状况监控系统等。
环境安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工作电压、工作电流等,并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。
环境参数传感器包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、风速、绝对压力、相对压力(负压)、粉尘、烟雾等传感器。生产参数传感器包括机电设备开/停、料位、皮带秤重、机组位置、皮带打滑、电压、电流、功率等传感器。
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。
第1章 矿用风速传感器概述
1.1矿用风速传感器的作用
矿用风速传感器用于检测煤矿井下各坑道、风口、主风扇等处的风速。在煤炭开采的过程中,总有瓦斯涌出。为稀释矿井空气中的瓦斯,需不断地向井下输送新鲜空气。风量是通风系统的重要参数之一。因此,对矿井风速的监测是矿井监控的主要内容之一。
1.2矿用风速传感器的安装位置
安装:风速传感器可安装在主要测风站和进回风巷等地。安装地应在距顶板较好无明显淋水,不妨碍运输和行人安全的地方,传感头指向应与风流方向一致。安装前应首先测量通道平均风速,任选一点安装,遥控器对准传感器按动上、下键,使就地显示为平均风速即可。注意:传感器安装一定要牢固,不得摆动,传感器测风面一定要垂直风流方向。
1.3矿用风速传感器的技术指标
测量范围:0.4 ~15m/s
测量误差:≤±0.3m/s
输出信号:频率型200Hz~1000Hz或电流型1mA~5mA
工作电压:12V~21V(DC)
工作电流:≤90 mA
传输距离:≤2Km
1.4矿用风速传感器的分类
(1)按传感器用途可分为环境参数传感器与生产参数传感器。
(2)按供电方式可分为自带电源式传感器与外接电源式传感器两种。
(3)按其输出信号形式可分为模拟量、开关量、累计脉冲量等。模拟信号应符合下列信号制式:电流模拟信号为1~5mA或4~20mA,频率模拟信号为200~1000Hz或5~15Hz。
(4)按作用原理不同可分