矿用煤位湿度传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，具体是一种矿用煤位湿度传感器，能够在测量煤炭堆积的同时测量煤炭的干湿度。


背景技术：

2.目前市场的堆煤传感器大多采用微动开关为主电路器件，堆煤时档杆触动微动开关后输出开关信号，功能比较单一，由于产出的煤有的比较湿润，有的比较干燥，而干燥的煤不方便运输，需要对其洒水，让其保持湿润，此时堆煤传感器的功能单一性就体现出来，即不能测量煤的干湿度。
3.由于湿度不同的煤炭具有不同的电阻值，因此可以将煤炭看做可变电阻，测量该可变电阻的电压值，经过一定的计算即可实时测量煤炭的湿度，在配有电位器根据需要调整动作值，即可设计一款矿用煤位湿度传感器，既能测量煤炭堆积又能测量煤炭干湿度，信号上传上位机后决定是否需要洒水。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种矿用煤位湿度传感器，能够在测量煤炭堆积的同时测量煤炭的干湿度。
5.本实用新型采用的技术方案：一种矿用煤位湿度传感器，包括单片机基础电路，所述的单片机基础电路的输入端连接有电源隔离电路和煤电阻电压转换电路，所述的单片机基础电路的输出端连接有显示电路、波形输出电路和继电器输出电路；
6.所述的电源隔离电路采用电源隔离模块，所述的煤电阻电压转换电路包括探头一和探头二，所述的探头一、探头二经电位器连接采样电阻r3，所述的采样电阻r3连接单片机基础电路输入端；
7.所述的波形输出电路采样负反馈放大电路；所述的继电器输出电路连接波形输出电路。
8.优选的，所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，atmega8l芯片的7脚、8脚连接晶振电路和滤波电容c8、滤波电容c9。
9.优选的，所述的探头一、探头二并联滤波电容c5，探头一经电位器r5连接二极管d3负极，二极管d3正极连接三极管q1集电极，三极管q1基极连接单片机基础电路，三极管q1发射极经电阻r7连接探头二；所述的q1集电极经电阻r4与采样电阻r3串联，采样电阻r3的两端分别连接isoem-u8-p2-01信号隔离模块的1脚和2脚，所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，isoem-u8-p2-01信号隔离模块连接单片机adc0端口；所述的采样电阻r3并联滤波电容c1和c2。
10.优选的，所述的显示电路采用数码管显示电路，采用三段显示数码管20361，驱动芯片采用74hc164，使能电路包括三极管q5、三极管q6和三极管q7分别连接数码管的1脚、2脚、3脚。
11.优选的，所述的电源隔离电路采用ib1205s-2w电源隔离模块，ib1205s-2w电源隔离模块的4脚经二极管d1和二极管d2连接电源正极，ib1205s-2w电源隔离模块的3脚连接电源负极并接地，ib1205s-2w电源隔离模块的1脚、2脚连接滤波电容c3和滤波电容c4，ib1205s-2w电源隔离模块的1脚经电阻r2连接指示灯l1。
12.优选的，所述的波形输出电路的输入端经6n137光电隔离器连接单片机基础电路的输出端，由运算放大器lm358、三极管q3、电阻r10组成负反馈放大电路输出pwm波形。
13.优选的，所述的继电器输出电路采用946h-1s-5d继电器，连接三极管q3的集电极。
14.优选的，所述的三极管q3采用8050三极管。
15.本实用新型的有益效果：本实用新型采用电源隔离设计，可选用电源型号较多，兼容性强；与传统湿度传感器的原理不同，本实用新型采用两根探头垂直放置在煤仓上方，保留了堆煤传感器测量煤炭堆积的功能的同时，通过测量煤炭等效电阻的电压来测算煤炭的湿度；且本实用新型采用数码管显示，数据可以直观地表达出来。
附图说明
16.图1是本实用新型整体设计电路图
17.图2是本实用新型电源隔离电路的电路图；
18.图3是本实用新型煤电阻电压转换电路的电路图；
19.图4是本实用新型显示电路的电路图；
20.图5是本实用新型波形输出电路和继电器输出电路的电路图。
具体实施方式
21.为了进一步说明本实用新型的技术细节及其优点，现结合附图进行说明。
22.如图1所示，一种矿用煤位湿度传感器，包括单片机基础电路，所述的单片机基础电路的输入端连接有电源隔离电路和煤电阻电压转换电路，所述的单片机基础电路的输出端连接有显示电路、波形输出电路和继电器输出电路；
23.所述的电源隔离电路采用电源隔离模块，所述的煤电阻电压转换电路包括探头一和探头二，所述的探头一、探头二经电位器连接采样电阻r3，所述的采样电阻r3连接单片机基础电路输入端；
24.所述的波形输出电路采样负反馈放大电路；所述的继电器输出电路连接波形输出电路。
25.本实施例中，所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，atmega8l芯片的7脚、8脚连接晶振电路和滤波电容c8、滤波电容c9。
26.如图3所示，本实施例中，所述的探头一、探头二并联滤波电容c5，探头一经电位器r5连接二极管d3负极，二极管d3正极连接三极管q1集电极，三极管q1基极连接单片机基础电路，三极管q1发射极经电阻r7连接探头二；所述的q1集电极经电阻r4与采样电阻r3串联，采样电阻r3的两端分别连接isoem-u8-p2-01信号隔离模块的1脚和2脚，所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，isoem-u8-p2-01信号隔离模块连接单片机adc0端口；所述的采样电阻r3并联滤波电容c1和c2。
27.如图4，本实施例中，显示电路采用数码管显示电路，采用三段显示数码管20361，
驱动芯片采用74hc164，使能电路包括三极管q5、三极管q6和三极管q7分别连接数码管的1脚、2脚、3脚。
28.如图2，本实施例中，电源隔离电路采用ib1205s-2w电源隔离dc-dc模块，保证内部工作电压稳定，电容c3和c4为降噪滤波电容，l1为内部5v工作电压指示灯，该隔离电源模块能够支持dc12v/18v供电。
29.如图5，本实施例中，波形输出电路的输入端经6n137光电隔离器连接单片机基础电路的输出端，由运算放大器lm358、三极管q3、电阻r10组成负反馈放大电路输出pwm波形；所述的继电器输出电路采用946h-1s-5d继电器，连接三极管q3的集电极；所述的三极管q3采用8050三极管。
30.实际使用时，探头一和探头二为金属杆，垂直放置在煤仓上方，有煤接触到金属杆后，煤炭阻值为rx，rx值变化时采样电阻r3两端的电压会有不同数值，采集r3电压后经过isoem-u8-p2-o1信号隔离模块隔离后输入单片机adc0端口，由单片机进行信号处理。c1/c2为滤波电容，12为由单片机控制的屏蔽屏蔽测量信号，r5为电位器，用于调整校准测量值。根据煤炭电压计算得到煤炭湿度（计算方法为现有技术）后，通过数码管显示电路进行显示，当湿度低于设定值时，继电器输出电路动作，k1、k2发出闭合信号，对煤炭进行洒水。


技术特征：
1.一种矿用煤位湿度传感器，包括单片机基础电路，其特征在于：所述的单片机基础电路的输入端连接有电源隔离电路和煤电阻电压转换电路，所述的单片机基础电路的输出端连接有显示电路、波形输出电路和继电器输出电路；所述的电源隔离电路采用电源隔离模块，所述的煤电阻电压转换电路包括探头一和探头二，所述的探头一、探头二经电位器连接采样电阻r3，所述的采样电阻r3连接单片机基础电路输入端；所述的波形输出电路采样负反馈放大电路；所述的继电器输出电路连接波形输出电路。2.根据权利要求1所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，atmega8l芯片的7脚、8脚连接晶振电路和滤波电容c8、滤波电容c9。3.根据权利要求1所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的探头一、探头二并联滤波电容c5，探头一经电位器r5连接二极管d3负极，二极管d3正极连接三极管q1集电极，三极管q1基极连接单片机基础电路，三极管q1发射极经电阻r7连接探头二；所述的q1集电极经电阻r4与采样电阻r3串联，采样电阻r3的两端分别连接isoem-u8-p2-01信号隔离模块的1脚和2脚，所述的单片机基础电路采用atmega8l芯片，isoem-u8-p2-01信号隔离模块连接单片机adc0端口；所述的采样电阻r3并联滤波电容c1和c2。4.根据权利要求1-3任一项所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的显示电路采用数码管显示电路，采用三段显示数码管20361，驱动芯片采用74hc164，使能电路包括三极管q5、三极管q6和三极管q7分别连接数码管的1脚、2脚、3脚。5.根据权利要求1所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的电源隔离电路采用ib1205s-2w电源隔离模块，ib1205s-2w电源隔离模块的4脚经二极管d1和二极管d2连接电源正极，ib1205s-2w电源隔离模块的3脚连接电源负极并接地，ib1205s-2w电源隔离模块的1脚、2脚连接滤波电容c3和滤波电容c4，ib1205s-2w电源隔离模块的1脚经电阻r2连接指示灯l1。6.根据权利要求2或3所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的波形输出电路的输入端经6n137光电隔离器连接单片机基础电路的输出端，由运算放大器lm358、三极管q3、电阻r10组成负反馈放大电路输出pwm波形。7.根据权利要求5所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的继电器输出电路采用946h-1s-5d继电器，连接三极管q3的集电极。8.根据权利要求6或7所述的矿用煤位湿度传感器，其特征在于：所述的三极管q3采用8050三极管。

技术总结
本实用新型提供了一种矿用煤位湿度传感器，能够在测量煤炭堆积的同时测量煤炭的干湿度，具体包括包括单片机基础电路，单片机基础电路的输入端连接有电源隔离电路和煤电阻电压转换电路，单片机基础电路的输出端连接有显示电路、波形输出电路和继电器输出电路；电源隔离电路采用电源隔离模块，煤电阻电压转换电路包括探头一和探头二，所述的探头一、探头二经电位器连接采样电阻R3，所述的采样电阻R3连接单片机基础电路输入端；波形输出电路采样负反馈放大电路；所述的继电器输出电路连接波形输出电路。输出电路。输出电路。


技术研发人员：黄威 俞华元
受保护的技术使用者：徐州三恒机电科技有限公司
技术研发日：2020.12.30
技术公布日：2022/1/14