专利名称：矿井通风参数智能检测仪的制作方法
技术领域：
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Zi要从巷道施工设计时的地质资料中查得来计算(Zi-Zi+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zI(式中g为空气重力加速度；po为校定仪器时设定的大气压力值；zI-zO为测点相对标高变化值zO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。
本实用新型的优点性能价格比与智能化程度高。利用本仪器可直接完成矿井通风参数中的测点相对压力、绝对压力、空气温度、空气密度和相对标高值，以及测点间相对静压差、位压差的测算。使矿井通风参数及测点间通风压力损失的测量工作得到极大的简化和测算精度的提高。尤其是测点相对标高zi值的测算技术，克服了多年来一直困绕测量精度提高的难题，属专业领域中的一个技术性突破与革新。
本实用新型仪表的实施原理图及仪表外观示意图分别如说明书附
图1、图2所示。图2中1-压力传感器感应孔2-温度传感器感应孔；3-LCD显示屏；4-开关；5-参数显示控制按键；6-充电器插孔。
在实施原理图1时，在电路的实现设计过程中，主要考虑了精度，稳定性和高分辨三个方面选择器件和功能实现，使各器件性能指标均达到优化选用和互协影响，达到综合性能指标的最佳点。从测量精度的角度考虑了图2中关键部位1、2两个传感器感应孔，使感应孔的设计完全充分的反应环境参数场的实际情况。
本实施例中的检测仪主要原器件型号列入表中
权利要求1一种用于矿井通风参数智能检测仪，其特征是由压力信号检测电路、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；1.1压力信号检测电路由高精度压力传感器、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；1.2温度信号检测电路由温度传感器及上述1.1中所述的信号采集电路、信号放大模拟电路和频率信号生成电路组成；1.3参数计算与显示输出电路由单片机集成块电路IC09-IC13等元件联结构成；1.4电源电路由稳压集成块IC14、DC-DC变换器IC15、电感L1、L2、电容等组件构成；
专利摘要一种用于矿井通风参数检测的智能化精密仪表。可自动测算通风相对静压力、绝对静压力、空气密度和温度以及相对标高值。采用精密气体压力传感器和温度传感器,以及AD524、ADVFC32、单片机、MAX743等精密原器件组成的信号检测、放大、转换和计算与显示电路。主要优点是:高精度、高分辨率,性能稳定可靠。该检测仪使测量方式和测算精度得到了极大的简化和提高,克服了多年来一直困扰测量精度提高的难题。
文档编号G01D21/02GK2372664SQ9822260
公开日2000年4月5日 申请日期1998年10月9日 优先权日1998年10月9日
发明者邹德蕴, 薜庆军 申请人:山东矿业学院矿压研究所