一种井下巷道风速测试仪及其实现方法与流程

本发明涉及煤矿巷道环境及智能检测相关技术领域，具体为一种井下巷道风速测试仪及其实现方法。

背景技术：

煤炭依旧是当前社会经济发展所需的主要能源之一，近年来，煤矿行业虽然整体呈现缓和现状，但开采量依旧趋于递增状态；此外，由于国家在矿井环境方面加大了管控力度，各煤矿井下环境包括井下运输环境都在逐渐改善，在这个井下环境改善的大潮当中，各种智能化检测设备也得以广泛应用，其中，对井下巷道、采掘工作面等地点的风速测量是煤矿通风管理的重要环节。然而，传统风速测量仪都是采用主动供电方式，这不仅浪费电能，而且线路铺设繁杂，铺设地点固定，灵活性较差。

本发明采用磁生电的工作原理和电流检测技术，再配以隔磁箱、扇叶、扇杆等结构设计，外加控制器计算和储电器电能储存与释放功能，实现电能自给自足、风速全天候测量的功能，且可移动铺设。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种井下巷道风速测试仪及其实现方法，以实现电能自给自足、风速全天候测量的功能，且可移动铺设。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井下巷道风速测试仪及其实现方法，包括测试仪主体，所述测试仪主体上设置有扇叶和电控箱；所述电控箱内设置有控制器、储电器、隔磁箱，所述电控箱顶部安装有预警灯，所述电控箱侧面上镶嵌有显示屏和总开关；所述控制器内设置有液晶显示程序和风速检测程序；所述隔磁箱内安装有永磁体和磁感线圈。

优选的，所述扇叶与扇杆顶端固定相连，所述扇杆采用轻质绝缘橡胶棒材质，所述扇杆底端缠绕着磁感线圈。

优选的，所述永磁体采用N、S两级对永磁铁；所述磁感线圈位于永磁体的N、S两级对永磁铁之间，且可做切割磁感线的旋转运动。

优选的，所述磁感线圈输出端通过电刷与储电器电性相连，并组成电性回路。

优选的，所述储电器的电路中串联有可充电电池和电流检测器。

优选的，所述可充电电池电源输送端与DC-DC直流变换器电源接入端电性相连，所述DC-DC直流变换器的电源输送端与控制器电源端口电性相连。

优选的，所述电流检测器信号端口与控制器通讯端口电性相连。

优选的，所述预警灯、显示屏和总开关分别与控制器电性相连；所述控制器采用AT89C52单片机控制芯片；所述显示屏采用12864双排液晶显示器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用磁生电的工作原理和电流检测技术，再配以隔磁箱、扇叶、扇杆等结构设计，外加控制器计算和储电器电能储存与释放功能，实现电能自给自足、风速全天候测量的功能，且可移动铺设。

具体效果如下：

1、采用AT89C52单片机控制芯片，既可以满足显示和预警功能，准确获取电流信号，又可以通过电流值精确计算风速值，误差率较小；此外，简约的磁生电装置产生的电流电压有限，但完全可以满足单片机的5V供电；

2、采用磁生电的工作原理，用电刷作为换相器，可以满足电能自给自足，无需外加电源，更不需要铺设线路，节约空间，且可以自由移动；

3、采用隔磁箱和轻质绝缘橡胶棒材质的扇杆，可以避免电磁干扰，使得控制器和储电器能够准确地控制与储存、释放电能；

4、预警灯长期处于亮灯状态，且稳定不闪烁，可提醒井下工作人员；显示屏可以将控制器计算出的风速动态显示出来。

本发明在实际测试中，牢固可靠，占地较小，控制精确，且可避免电磁干扰，风速动态显示稳定，预警灯寿命长，完全能够实现电能自给自足、风速全天候测量的功能，且可移动铺设，适合推广运用。

附图说明

图1为本发明一种井下巷道风速测试仪及其实现方法主体结构简图；

图2为本发明电路图；

图中：1-测试仪主体；2-扇叶；201-扇杆；3-电控箱；4-永磁体；5-磁感线圈；6-控制器；601-预警灯；602-DC-DC直流变换器；603-显示屏；604-总开关；7-储电器；701-可充电电池；702-电刷；703-电流检测器；8-隔磁箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和2，本发明提供一种技术方案：一种井下巷道风速测试仪及其实现方法，包括测试仪主体1，所述测试仪主体1上设置有扇叶2和电控箱3；所述电控箱3内设置有控制器6、储电器7、隔磁箱8，所述电控箱3顶部安装有预警灯601，所述电控箱3侧面上镶嵌有显示屏603和总开关604；所述控制器6内设置有液晶显示程序和风速检测程序；所述隔磁箱8内安装有永磁体4和磁感线圈5。

其中，所述扇叶2与扇杆201顶端固定相连，所述扇杆201采用轻质绝缘橡胶棒材质，所述扇杆201底端缠绕着磁感线圈5。

其中，所述永磁体4采用N、S两级对永磁铁；所述磁感线圈5位于永磁体4的N、S两级对永磁铁之间，且可做切割磁感线的旋转运动。

其中，所述磁感线圈5输出端通过电刷702与储电器7电性相连，并组成电性回路。

其中，所述储电器7的电路中串联有可充电电池701和电流检测器703。

其中，所述可充电电池701电源输送端与DC-DC直流变换器602电源接入端电性相连，所述DC-DC直流变换器602的电源输送端与控制器6电源端口电性相连。

其中，所述电流检测器703信号端口与控制器6通讯端口电性相连。

其中，所述预警灯601、显示屏603和总开关604分别与控制器6电性相连；所述控制器6采用AT89C52单片机控制芯片；所述显示屏603采用12864双排液晶显示器。

工作原理：将本装置安装于井下巷道、采掘工作面等地点进行风速测量。首先，打开总开关604，当扇叶2受风力进行旋转时，扇杆201下方固定连接的磁感线圈5就会做出切割磁感线的同步旋转运动，切割磁感线产生的电流，经过储电器7之后，给可充电电池701进行充电；与此同时，可充电电池701通过DC-DC直流变换器602，将电压变换成AT89C52单片机控制芯片可直接使用的5V直流电；然后，由AT89C52单片机控制芯片对预警灯601和显示屏603进行信号传输与控制，实现数据显示和亮灯预警功能。

此外，电流检测器703可全天候对储电器7电路中的电流值进行信号采集，并将采集到的模拟信号传输给AT89C52单片机控制芯片，并由AT89C52单片机控制芯片进行信号识别与计算，最终将采集的电流信号转化为速度信号，并经显示屏603显示出来。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。