一种矿用携带式气压及空气密度一体化检测装置的制作方法

本实用新型涉及矿井参数检测技术领域，尤其涉及一种矿用携带式气压及空气密度一体化检测装置。

背景技术：

矿井通风阻力的准确测定是通风技术工作中的重要内容之一，随着矿井生产的进行，及时对通风网络合理优化，对于矿井的安全生产具有重要意义。通过测定矿井通风阻力，可以掌握矿井通风系统的阻力大小及分布情况，在大量数据的基础上进行统计分析，可以为矿井通风设计、通风系统的改造、风路风压的调节及矿井火灾防治提供改进和优化方案，合理通风方案与矿井的安全生产及经济效益息息相关。

现有技术中气压及空气密度测定主要通过两个设备完成：干、湿球温度计与气压测定器。在大型矿井通风阻力测定过程中，测定点通常非常多，测量工作量比较大，空气密度测定时，需要利用干、湿球温度计测量计算出温度差，然后查表获得空气的相对湿度，再查表获得干球温度下的饱和水蒸汽分压，再利用气压计测定环境空气压力，利用空气密度计算公式通过计算获得环境空气密度，整个操作过程繁琐，若通风网络复杂，通风线路长、节点多，则测量工作量会比较大，耗费大量时间。

申请号为2013202240829的中国专利公开了一种矿用便携式空气密度测定仪，通过干、湿球温度计读取干湿温度，通过操作控制面板输入参数后计算得出矿井井下测定点丧事温度所对应的饱和水蒸气分压、空气相对湿度和空气密度，为矿井空气密度参数的获取提供便捷方式，但是此种测定仪只能测定矿井下的空气密度，不能对空气的各项参数进行综合监测，且矿井下工作环境复杂，此种测定仪容易受环境影响而使得检测精度下降，甚至失灵，操作十分不可靠。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种矿用携带式气压及空气密度一体化检测装置，能够方便快捷地测定矿井下的空气参数，且结构简单，操作方便。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种矿用携带式气压及空气密度一体化检测装置，包括外壳及设置在外壳内的气压检测装置和空气密度检测装置，所述空气密度检测装置包括干球温度计、湿球温度计及风扇，干球温度计和湿球温度计平行设置，风扇设置于干球温度计和湿球温度计的上方，所述外壳的上表面设置有进气孔，外壳的下表面设置有排气孔，在风扇的作用下，空气经进气孔进入干球温度计和湿球温度计，并经排气孔排出，所述干球温度计和湿球温度计的输出端连接有中央处理器，中央处理器的输出端连接显示器，所述显示器固定设置于外壳的外侧；

所述气压检测装置包括测量管及设置在测量管内的气压传感器，气压传感器的探头伸出外壳外，气压传感器的输出端依次经驱动电路及信号调理电路与中央处理器相连，所述驱动电路和信号调理电路均设置于测量管内。

所述进气孔处依次设置有防尘棉和防尘网。

所述外壳上还设置有注水口，注水口内设置有注水管，注水口经注水管与防尘棉连通。

所述驱动电路包括双向可控硅输出光耦，所述双向可控硅输出光耦的LED正输入端经第一电阻与气压传感器的输出端相连，双向可控硅输出光耦的LED负输入端接地，双向可控硅输出光耦的LED输出端接地，双向可控硅输出光耦的发射极接地，双向可控硅输出光耦的集电极经第二电阻连接第一三极管的基极，双向可控硅输出光耦的集电极还经第三电阻连接电源正极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极经第四电阻连接电源正极，第一三极管的集电极还分别连接第二三极管及第三三极管的基极，第二三极管的集电极连接电源正极，第二三极管的发射极与第三三极管的集电极相连，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极还经第五电阻连接场效应管的栅极，场效应管的栅极依次经第一稳压二极管和第二稳压二极管接地，场效应管的漏极接地，场效应管的源极连接信号调理电路；

所述信号调理电路采用功率放大器，功率放大器的反向输入端经第六电阻连接场效应管的漏极，功率放大器的反向输入端还经第七电阻接地，功率放大器的正向输入端连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端依次经第九电阻和滑动变阻器接地，第八电阻的另一端还经第十电阻连接电源正极，功率放大器的正向输入端还经第十一电阻连接功率放大器的输出端，功率放大器的输出端与中央处理器相连。

所述外壳上还设置有LED显示灯及USB接口，所述LED显示灯和USB接口分别与中央处理器的输出端口相连。

所述外壳上还设置有开关，开关分别与中央处理器和风扇相连，用于控制中央处理器和风扇的工作。

所述显示器的外表面固定设置有保护玻璃。

本实用新型提供的矿用携带式气压及空气密度一体化检测装置，通过空气密度检测装置对矿井下的空气密度进行检测，通过气压检测装置对空气的压力进行检测，来实现对矿井下各项空其参数的检测，减小了传统测定方法中数据处理的工作量，仅仅通过干球温度计、湿球温度计和气压传感器就能实现空气各项参数的测定，结构简单，操作方便；干球温度计和湿球温度计的上部设置有风扇，外壳的上表面设置有进气孔，外壳的下表面设置有排气孔，在风扇的作用下，空气经进气孔进入干球温度计和湿球温度计，并经排气孔排出，增大了干球温度计和湿球温度计与空气的接触面积，使得干球温度计和湿球温度计的测量结果更加精确；进气孔处依次设置有防尘棉和防尘网，防尘棉和防尘网用于过滤掉空气中的浮尘和杂物，防止灰尘进入空气密度检测装置内部，延长装置的使用寿命；气压传感器的输出端依次经驱动电路及信号调理电路与中央处理器相连，通过驱动电路和信号调理电路对气压传感器采集到的信号进行放大和调理，使得信号传输更加稳定，能够适应矿井下复杂的工作环境，提高检测的精度；驱动电路和信号调理电路的电路简单，成本低廉，动作灵敏，安全可靠。本实用新型通过空气密度检测装置和气压检测装置来对矿井下的各项空气参数进行检测，省去了传统测定方法中的人工读数、记录和分析程序，减小了工作量，为矿井气压及空气密度的获取提供了更加便捷的方式，为矿井通风设计、通风系统的改造、风路风压的调节及矿井火灾防治提供改进和优化方案，提高矿井的安全生产及经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述驱动电路的电路原理图；

图3为本实用新型所述信号调理电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “内”及“外”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型的内容，而不是暗示所指的装置或元件必须按照特定的方位设置，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或一体连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，本实用新型包括外壳5及设置在外壳5内的空气密度检测装置和气压检测装置，空气密度检测装置用于对矿井下的空气密度进行检测，气压检测装置用于对空气的压力进行检测。

空气密度检测装置包括平行设置的干球温度计1和湿球温度计4，干球温度计1和湿球温度计4的上部设置有风扇14，外壳5的上表面设置有进气孔15，外壳5的下表面设置有排气孔，在风扇14的作用下，空气经进气孔进入干球温度计1和湿球温度计4，并经排气孔15排出，进气孔处依次设置有防尘棉3和防尘网2，防尘棉3和防尘网2用于过滤掉空气中的浮尘和杂物，防止灰尘进入空气密度检测装置内部，延长装置的使用寿命；在本实施例中，外壳5上还设置有注水口13，注水口13内设置有注水管，注水口13经注水管与防尘棉3连通，注水孔13用于在使用前向防尘棉3注水，检查防尘棉3和防尘网2是否处于良好状态。

干球温度计1和湿球温度计4的输出端连接有中央处理器7，中央处理器7的输出端连接显示器9，显示器9固定设置于外壳5的外侧，用于显示空气密度检测装置的检测结果，显示器9的外表面固定设置有保护玻璃8，保护玻璃8用于保护显示器9，防止显示器9压裂和磨损。

气压检测装置包括竖向设置的测量管6，测量管6内设置有气压传感器，气压传感器的探头伸出外壳5外，用于对矿井下的气压进行检测，气压传感器的输出端依次经驱动电路及信号调理电路与中央处理器7相连。

驱动电路包括双向可控硅输出光耦TPL560，双向可控硅输出光耦TPL560的LED正输入端经第一电阻R1与气压传感器的输出端相连，双向可控硅输出光耦TPL560的LED负输入端接地，双向可控硅输出光耦TPL560的LED输出端接地，双向可控硅输出光耦TPL560的发射极接地，双向可控硅输出光耦TPL560的集电极经第二电阻R2连接第一三极管VT1的基极，双向可控硅输出光耦TPL560的集电极还经第三电阻R3连接电源正极，第一三极管VT1的发射极接地，第一三极管VT1的集电极经第四电阻R4连接电源正极，第一三极管VT1的集电极还分别连接第二三极管VT2及第三三极管VT3的基极，第二三极管VT2的集电极连接电源正极，第二三极管VT2的发射极与第三三极管VT3的集电极相连，第三三极管VT3的发射极接地，第三三极管VT3的集电极还经第五电阻R5连接场效应管Q1的栅极G，场效应管Q1的栅极G还依次经第一稳压二极管TVS1和第二稳压二极管TVS2接地，场效应管Q1的漏极D接地，场效应管Q1的源极S连接信号调理电路；

信号调理电路采用功率放大器U1，功率放大器U1的反向输入端经第六电阻R6连接场效应管Q1的源极S，功率放大器U1的反向输入端还经第七电阻R7接地，功率放大器U1的正向输入端连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端依次经第九电阻R9和滑动变阻器RP接地，第八电阻R8的另一端还经第十电阻R10连接电源正极，功率放大器U1的正向输入端还经第十一电阻R11连接功率放大器U1的输出端，功率放大器U1的输出端与中央处理器7相连。

此外，外壳上5还设置有LED显示灯10和USB接口11，LED显示灯10和USB接口11分别与中央处理器7的输出端口相连，LED显示灯10用于显示空气密度检测装置和气压检测装置的工作状态，USB接口11用于连接外置设备，如手机或电脑。外壳上还设置有开关12，开关12分别与中央处理器7和风扇14相连，用于控制中央处理器7和风扇14的工作。

本实用新型在工作之前，首先利用显示器9对装置的各项参数进行设定，然后利用注射器向注水口13注入净水，使湿球温度计4的纱布、防尘棉3和防尘网2湿润，检查湿球温度计4、防尘棉3和防尘网2是否处于良好状态，然后打开开关12，风扇14开始转动，在风扇14的作用下，空气经进气孔进入干球温度计1和湿球温度计4，并经排气孔15排出，干球温度计1和湿球温度计4对空气的温度和湿度进行测量，并将测量结果发送至中央处理器7，由中央处理器7对矿井下的空气密集进行计算，并将结果在显示器9上显示；同时，气压传感器对矿井下的空气压力进行检测，并将检测结果发送至驱动电路，经过双向可控硅输出光耦TPL560进行光电隔离、第一三极管VT1、第二三极管VT2及第三三极管VT3进行放大后，发送至信号调理电路，由功率放大器U1将放大后的信号调整至满足中央处理器7输入要求的电压信号，并将调整之后的电压信号发送至中央处理器7。

本实用新型通过空气密度检测装置和气压检测装置来对矿井下的各项空气参数进行检测，省去了传统测定方法中的人工读数、记录和分析程序，减小了工作量，为矿井气压及空气密度的获取提供了更加便捷的方式，为矿井通风设计、通风系统的改造、风路风压的调节及矿井火灾防治提供改进和优化方案，提高矿井的安全生产水平及经济效益。