一种本安型超声波煤流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤流传感器，尤其涉及一种适用于煤矿井下有甲烷、煤尘等爆炸性气体的环境中，用于胶带机上煤量的实时监控，为胶带机控制系统提供负载信息，为胶带机的智能化运行提供了有力保障的本安型超声波煤流传感器。
【背景技术】
[0002]随着煤矿自动化水平的不断提高，煤矿井下运输几乎全部采用胶带机进行运输。但在胶带机输送煤炭的过程中，经常出现“断料”、胶带机空开的现象，所以需要一种设备来检测胶带机上的煤量。目前煤矿大部分采用接触式煤流传感器，传感器带有吊杆，当有煤时，吊杆与煤炭接触，传感器输出有料信号，无煤时，吊杆悬空，输出无料信号。但上述接触式煤流传感器的吊杆易被磨损，使用寿命短；而且吊杆易跳动，检测可靠性差；接触式传感器只能检测煤炭的有无，不能检测煤量的多少。
[0003]有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研宄创新，以期创设一种新型的本安型超声波煤流传感器，使其更具有产业上的利用价值。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种悬挂在胶带机的上方，不与胶带机上的煤炭接触，有效的增加了产品的使用寿命和可靠性，利用超声波测量胶带机上煤炭的厚度，方便实现胶带机上煤量的检测的本安型超声波煤流传感器。
[0005]本实用新型的本安型超声波煤流传感器，包括单片机、超声波发生器、超声波换能器和回波处理装置，所述超声波发生器接收单片机发出方波，超声波发生器对方波进行谐振载波调制，并将调制后的信号通过超声波换能器发出，超声波换能器将接收到回波信号传输给回波处理装置，回波处理装置对信号进行放大处理后传输给计时器，所述单片机与计时器相连，单片机发出方波的同时，计时器开始计时，当回波处理装置对回波放大处理后传输给计时器时，计时器停止计时。
[0006]进一步的，所述回波处理装置括放大器和比较器，放大器对超声波换能器发回的回波进行放大传输给比较器，比较器对回波信号进一步放大处理后传输给计时器。
[0007]进一步的，所述单片机通过键盘输入命令，用于参数设置及功能选择。
[0008]进一步的，所述单片机通过液晶显示装置实时显示胶带机上煤炭的厚度、系统时间、系统参数。
[0009]进一步的，所述单片机与温度传感器相连。
[0010]进一步的，所述单片机与输出接口相连，输出接口包括模拟量输出接口、开关量输出接口和通讯信号输出接口。
[0011]与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点:
[0012]1、超声波可在恶劣条件下连续准确的运行，性能稳定可靠。
[0013]2、超声波煤流传感器结构简单、体积小、操作简单，调试方便
[0014]3、不与煤炭直接接触，增强了检测的准确性和增强了设备的使用寿命。
[0015]4、可以检测胶带机上煤量的大小。
[0016]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型本安型超声波煤流传感器的结构示意图；
[0018]图2是输出接口的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型本安型超声波煤流传感器的使用状态参考图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0021]参见图1-3，本实用新型一较佳实施例所述的一种本安型超声波煤流传感器，包括单片机1、超声波发生器2、超声波换能器3和回波处理装置4，所述超声波发生器2接收单片机I发出方波，超声波发生器2对方波进行谐振载波调制，并将调制后的信号通过超声波换能器3发出，超声波换能器3将接收到回波信号传输给回波处理装置4，回波处理装置4对信号进行放大处理后传输给计时器5，所述单片机I与计时器5相连，单片机I发出方波的同时，计时器5开始计时，当回波处理装置4对回波放大处理后传输给计时器5时，计时器5停止计时，超声波换能器3发出的超声波遇到胶带机10上的煤流11时产生回波，由于胶带机10与超声波换能器3之间的距离固定，根据测得的发出方波到回波的时间，即可计算出煤流11的厚度。
[0022]所述回波处理装置4包括放大器41和比较器42，放大器41对超声波换能器3发回的回波进行放大传输给比较器42，比较器42对回波信号进一步放大处理后传输给计时器5ο
[0023]所述单片机I通过键盘6输入命令，用于参数设置及功能选择；单片机I通过液晶显示装置7实时显示胶带机上煤炭的厚度、系统时间、系统参数，所述液晶显示装置7采用2时液晶显不屏。
[0024]所述单片机I与温度传感器8相连，以测得工作区域温度，保证整体的工作温度处于良好的状态。所示的温度传感器8采用ΡΤ100铂电阻，温度范围O?100°C。
[0025]所述单片机I与输出接口 9相连，输出接口 9包括模拟量输出接口 91、开关量输出接口 92和通讯信号输出接口 93，以满足不同需求。模拟量输出接口 91有4?20mA、0?1V及200?1000Hz，频率信号采用光电隔离形式，输出200?1000Hz的无源半导体接点型信号；通讯信号输出接口 93有RS485、CAN、TCP/IP信号，通讯接口通过芯片进行隔离处理，满足本安要求。
[0026]所述单片机I采用的是基于ARM Cortex M4内核的STM32F407VG高性能的单片机。
[0027]所述的本安型超声波煤流传感器测量范围20cm?350cm，O?20cm为测量盲区。所述的本安型超声波煤流传感器防护等级满足IP54要求。所述的本安型超声波煤流传感器使用DC12V?DC24V本安电源供电，电源用于给超声波换能器3、超声波发生器2、回波处理装置4、单片机1、液晶显示装置7及输出接口 9供电。
[0028]本实用新型的工作过程如下:
[0029]工作时，本安型超声波煤流传感器安装在胶带机的上方，单片机I发射一种超声波，超声波遇到煤碳放生反射，反射回传感器，本安型超声波煤流传感器通过计算声波从声源发出到接受到回波的时间，并利用超声波在空气中传输速度及本安型超声波煤流传感器到胶带机的距离计算出胶带机上煤的厚度，将数据传输给监控系统，获知胶带机上煤流的大小，用于胶带机的智能化控制，实现省电节能。
[0030]单片机I向超声波发生器2和计时器5发出320kHz的方波，超声波发生器2对方波进行谐振载波调制，并通过超声波换能器3发送出去，计时器5开始计时，超声波换能器3接受到回波信号，回波信号通过放大器41、比较器42进行放大处理，计时器5接收到回波信号停止计时，并将计时信号传输给单片机处理中心，单片机处理中心通过计算时间差，依次计算出胶带机上煤炭的厚度。
[0031]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种本安型超声波煤流传感器，其特征在于:包括单片机、超声波发生器、超声波换能器和回波处理装置，所述超声波发生器接收单片机发出方波，超声波发生器对方波进行谐振载波调制，并将调制后的信号通过超声波换能器发出，超声波换能器将接收到回波信号传输给回波处理装置，回波处理装置对信号进行放大处理后传输给计时器，所述单片机与计时器相连，单片机发出方波的同时，计时器开始计时，当回波处理装置对回波放大处理后传输给计时器时，计时器停止计时。
2.根据权利要求1所述的本安型超声波煤流传感器，其特征在于:所述回波处理装置括放大器和比较器，放大器对超声波换能器发回的回波进行放大传输给比较器，比较器对回波信号进一步放大处理后传输给计时器。
3.根据权利要求1所述的本安型超声波煤流传感器，其特征在于:所述单片机通过键盘输入命令，用于参数设置及功能选择。
4.根据权利要求1所述的本安型超声波煤流传感器，其特征在于:所述单片机通过液晶显示装置实时显示胶带机上煤炭的厚度、系统时间、系统参数。
5.根据权利要求1所述的本安型超声波煤流传感器，其特征在于:所述单片机与温度传感器相连。
6.根据权利要求1所述的本安型超声波煤流传感器，其特征在于:所述单片机与输出接口相连，输出接口包括模拟量输出接口、开关量输出接口和通讯信号输出接口。
【专利摘要】实用新型涉及一种本安型超声波煤流传感器，包括单片机、超声波发生器、超声波换能器和回波处理装置，所述超声波发生器接收单片机发出方波，超声波发生器对方波进行谐振载波调制，并将调制后的信号通过超声波换能器发出，超声波换能器将接收到回波信号传输给回波处理装置，回波处理装置对信号进行放大处理后传输给计时器，所述单片机与计时器相连，单片机发出方波的同时，计时器开始计时，当回波处理装置对回波放大处理后传输给计时器，计时器停止计时。本实用新型的有益效果为：本实用新型悬挂在胶带机的上方，不与胶带机上的煤炭接触，有效的增加了产品的使用寿命和可靠性，利用超声波测量胶带机上煤炭的厚度，方便实现胶带机上煤量的检测。
【IPC分类】G01B17-02
【公开号】CN204612679
【申请号】CN201520103926
【发明人】张远, 张贺才, 张雅楠
【申请人】天津华宁电子有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月12日