第356節(jié)濕度、風(fēng)速傳感器

1、1 1干球溫度計(jì)；干球溫度計(jì)；2 2濕球溫度計(jì)；濕球溫度計(jì)；3 3濕棉紗布；濕棉紗布；4 4、5 5雙層金屬保雙層金屬保護(hù)管；護(hù)管；6 6通風(fēng)器；通風(fēng)器；7 7風(fēng)管風(fēng)管風(fēng)速檢測(cè)方法風(fēng)速檢測(cè)方法風(fēng)速傳感器工作原理風(fēng)速傳感器工作原理測(cè)風(fēng)方法與測(cè)風(fēng)步驟測(cè)風(fēng)方法與測(cè)風(fēng)步驟（重點(diǎn)掌握）（重點(diǎn)掌握）礦井通風(fēng)是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，及時(shí)礦井通風(fēng)是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段，及時(shí)掌握井下某些地點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)量，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有掌握井下某些地點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)量，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有著重要意義。風(fēng)速傳感器是實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)遙測(cè)、遙控著重要意義。風(fēng)速傳感器是實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)遙測(cè)、遙控的重要器件。的重要器件。井下不同地點(diǎn)

2、的風(fēng)速相差很大，為了全面監(jiān)測(cè)礦井通井下不同地點(diǎn)的風(fēng)速相差很大，為了全面監(jiān)測(cè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)，要求風(fēng)速傳感器有較大的測(cè)量范圍（一般在風(fēng)系統(tǒng)，要求風(fēng)速傳感器有較大的測(cè)量范圍（一般在0 015m/s15m/s之間）。此外，為了提高風(fēng)速傳感器的測(cè)量之間）。此外，為了提高風(fēng)速傳感器的測(cè)量精度，經(jīng)常將風(fēng)速傳感器測(cè)量范圍分成幾段。例如：精度，經(jīng)常將風(fēng)速傳感器測(cè)量范圍分成幾段。例如：va216va216型超聲波漩渦傳感器的測(cè)量范圍是型超聲波漩渦傳感器的測(cè)量范圍是0.30.315m/s15m/s、0.750.7550m/s50m/s；wentor3uwentor3u型熱線風(fēng)速傳感器的測(cè)量范型熱線風(fēng)速傳感器的測(cè)量范圍

3、是圍是0.150.150.75m/s0.75m/s、0.50.52.5m/s2.5m/s、1.51.57.5m/s7.5m/s。風(fēng)速檢測(cè)方法風(fēng)速檢測(cè)方法超聲波式傳感器超聲波式傳感器熱線式傳感器熱線式傳感器葉輪式傳感器葉輪式傳感器杯式傳感器杯式傳感器1、超聲波、超聲波 1 1）超聲波的定義）超聲波的定義 超聲波是超聲波是機(jī)械波機(jī)械波的一種。它的的一種。它的特征特征是：頻率是：頻率高（現(xiàn)在可以產(chǎn)生頻率高達(dá)高（現(xiàn)在可以產(chǎn)生頻率高達(dá)10109 9hzhz的超聲波）、的超聲波）、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小、方向性好；在液體、固波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小、方向性好；在液體、固體中衰減小，穿透能力大；在傳播途中遇有雜體中衰

4、減小，穿透能力大；在傳播途中遇有雜質(zhì)時(shí)分界面有顯著的反射現(xiàn)象。質(zhì)時(shí)分界面有顯著的反射現(xiàn)象。 1）超聲波的定義）超聲波的定義 介質(zhì)中一切質(zhì)點(diǎn)是依靠彈性力互相聯(lián)系介質(zhì)中一切質(zhì)點(diǎn)是依靠彈性力互相聯(lián)系。某。某質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)內(nèi)振動(dòng)，能激起周?chē)|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)內(nèi)振動(dòng)，能激起周?chē)|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程稱(chēng)為在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程稱(chēng)為機(jī)械波機(jī)械波。聲波就是。聲波就是一種能在氣體、液體、固體中傳播的機(jī)械波。它一種能在氣體、液體、固體中傳播的機(jī)械波。它可以分為可以分為次聲波次聲波、聲波、超聲波、特超聲波聲波、超聲波、特超聲波。 1、超聲波、超聲波 1、超聲波、超聲波 1）超聲波的定義）超聲波的定義

5、圖圖1 1 聲波頻率的界限聲波頻率的界限1、超聲波、超聲波 2）超聲波的波形）超聲波的波形 由于聲源對(duì)介質(zhì)的施力方向與聲波在介質(zhì)中傳播由于聲源對(duì)介質(zhì)的施力方向與聲波在介質(zhì)中傳播方向不同，聲波的波形也有不同。方向不同，聲波的波形也有不同。 (1)(1)縱波縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向一致?？v波能：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向一致?？v波能在氣體、固體、液體中傳播。在氣體、固體、液體中傳播。 (2)(2)橫波橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向垂直。它只能：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向垂直。它只能在固體中傳播。在固體中傳播。 (3)(3)表面波表面波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波與橫波之間。它：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波與橫波之間。它沿

6、表面?zhèn)鞑?，振幅隨深度增加迅速衰減。它只能在固沿表面?zhèn)鞑?，振幅隨深度增加迅速衰減。它只能在固體中傳播。體中傳播。1、超聲波、超聲波 3）超聲波的傳播速度）超聲波的傳播速度 縱波、橫波、表面波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈縱波、橫波、表面波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈性系數(shù)與介質(zhì)的密度。由于氣體和液體的剪切模量性系數(shù)與介質(zhì)的密度。由于氣體和液體的剪切模量為零，因而在這兩種物態(tài)中為零，因而在這兩種物態(tài)中只能傳播縱波只能傳播縱波。氣體的。氣體的縱波聲速公式：縱波聲速公式： 熱容比；熱容比；p0靜態(tài)壓力；靜態(tài)壓力；p氣體密度。氣體密度。 在常態(tài)下，聲波在氣體中的傳播速度在常態(tài)下，聲波在氣體中的傳播速度為為344m

7、/s344m/s，在液體中的傳播速度為，在液體中的傳播速度為9009001900m/s1900m/s。1、超聲波、超聲波 4）超聲波傳播方式）超聲波傳播方式擴(kuò)散角越小，超聲波的方向性越好。擴(kuò)散角與聲源直徑擴(kuò)散角越小，超聲波的方向性越好。擴(kuò)散角與聲源直徑成反比，與波長(zhǎng)成正比。通常在實(shí)際使用時(shí)，聲源的直徑成反比，與波長(zhǎng)成正比。通常在實(shí)際使用時(shí)，聲源的直徑是一定的，因此波長(zhǎng)越短（頻率越高），則指向性越好。是一定的，因此波長(zhǎng)越短（頻率越高），則指向性越好。 超聲波的波束是超聲波的波束是以某一擴(kuò)散角度從以某一擴(kuò)散角度從聲源輻射出去的。聲源輻射出去的。d d是聲源直徑，是聲源直徑，l l0 0是干擾區(qū)，是

8、干擾區(qū)，圖圖2 2 超聲波傳播示意圖超聲波傳播示意圖 1、超聲波、超聲波 5）超聲波的衰減）超聲波的衰減超聲波在單一介質(zhì)中傳播，其振幅和強(qiáng)度將超聲波在單一介質(zhì)中傳播，其振幅和強(qiáng)度將按指數(shù)規(guī)律衰減。按指數(shù)規(guī)律衰減。造成超聲波衰減的造成超聲波衰減的主要原因主要原因是介質(zhì)對(duì)超聲波是介質(zhì)對(duì)超聲波的的吸取吸取。此外，在流體介質(zhì)中有懸浮顆粒，超。此外，在流體介質(zhì)中有懸浮顆粒，超聲波在這些粒子上發(fā)生聲波在這些粒子上發(fā)生散射散射也是形成衰減的主也是形成衰減的主要原因之一。衰減系數(shù)是吸取衰減和散射衰減要原因之一。衰減系數(shù)是吸取衰減和散射衰減的綜合指標(biāo)，在一般檢測(cè)頻率下其數(shù)值為的綜合指標(biāo)，在一般檢測(cè)頻率下其數(shù)值為

9、1 1100100。 2.渦街式風(fēng)速傳感器渦街式風(fēng)速傳感器1）卡曼渦街理論卡曼渦街理論 15 15世紀(jì)，達(dá)芬奇發(fā)現(xiàn)非流體型物體后面的流體具有周世紀(jì)，達(dá)芬奇發(fā)現(xiàn)非流體型物體后面的流體具有周期振蕩現(xiàn)象。期振蕩現(xiàn)象。19111911年，匈牙利人年，匈牙利人馮馮卡曼卡曼利用場(chǎng)的概念，利用場(chǎng)的概念，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，提出了著名的卡曼渦街理論。經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，提出了著名的卡曼渦街理論。 在無(wú)限流場(chǎng)中，垂直于流體方向插入一根無(wú)限長(zhǎng)的非在無(wú)限流場(chǎng)中，垂直于流體方向插入一根無(wú)限長(zhǎng)的非線性阻力體，則在一定雷諾數(shù)范圍（線性阻力體，則在一定雷諾數(shù)范圍（=200=20050005000），阻力），阻力體下游會(huì)產(chǎn)生

10、兩排體下游會(huì)產(chǎn)生兩排內(nèi)內(nèi)旋交替的旋渦列。旋渦列的頻率正比旋交替的旋渦列。旋渦列的頻率正比于流體的速度，如圖于流體的速度，如圖3 3所示。所示。1 1）卡曼渦街理論）卡曼渦街理論 圖圖3 3 卡曼渦旋卡曼渦旋 由于流體粘性，旋渦列逐步衰減、由于流體粘性，旋渦列逐步衰減、消失。渦街頻率的計(jì)算公式如下：消失。渦街頻率的計(jì)算公式如下：/xfs v d式中，式中，f f卡曼渦街頻率，卡曼渦街頻率，hzhz； s sx x斯特拉哈系數(shù)，一般斯特拉哈系數(shù)，一般取取0.210.21； v v流體速度，流體速度，m/sm/s； d d圓柱形阻力體直徑。圓柱形阻力體直徑。2 2）超聲波渦街風(fēng)速傳感器）超聲波渦街風(fēng)

11、速傳感器 超聲波渦街風(fēng)速傳感器就是利用穿過(guò)風(fēng)流的超聲波束超聲波渦街風(fēng)速傳感器就是利用穿過(guò)風(fēng)流的超聲波束被旋渦調(diào)制的原理，來(lái)測(cè)定卡曼旋渦頻率，利用下式實(shí)現(xiàn)被旋渦調(diào)制的原理，來(lái)測(cè)定卡曼旋渦頻率，利用下式實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的測(cè)量：對(duì)風(fēng)速的測(cè)量： /xvf d s（1 1）圖圖4 4 旋渦調(diào)制超聲波原理圖旋渦調(diào)制超聲波原理圖 2 2）超聲波渦街風(fēng)速傳感器）超聲波渦街風(fēng)速傳感器 s s、r r是頻率相同的超聲是頻率相同的超聲波發(fā)射器、接收器。波發(fā)射器、接收器。 s s、r r連線與阻力體、風(fēng)連線與阻力體、風(fēng)速互相垂直。工作時(shí)，速互相垂直。工作時(shí)，s s發(fā)發(fā)出連續(xù)、等幅的超聲波束，出連續(xù)、等幅的超聲波束，超聲波穿

12、越風(fēng)流被超聲波穿越風(fēng)流被r r接收。接收。當(dāng)超聲波不被旋渦調(diào)制時(shí)當(dāng)超聲波不被旋渦調(diào)制時(shí)（如圖（如圖4a4a所示），所示），r r接收到接收到的也是一束連續(xù)、等幅的的也是一束連續(xù)、等幅的超聲波微弱信號(hào)。超聲波微弱信號(hào)。 當(dāng)超聲波束與旋渦相遇時(shí)，因當(dāng)超聲波束與旋渦相遇時(shí)，因旋渦內(nèi)壓力梯度、渦街旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋渦內(nèi)壓力梯度、渦街旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等因素影響，使通過(guò)旋渦的大部等因素影響，使通過(guò)旋渦的大部分橫能被折射或反射，結(jié)果到達(dá)分橫能被折射或反射，結(jié)果到達(dá)r r的聲能減小，使的聲能減小，使r r輸出調(diào)幅電信號(hào)，輸出調(diào)幅電信號(hào)，如圖如圖4b4b所示。旋渦通過(guò)后，超聲所示。旋渦通過(guò)后，超聲波束又恢復(fù)原態(tài)。波束又恢復(fù)原態(tài)

13、。 顯然，有一個(gè)旋渦通過(guò)一次聲顯然，有一個(gè)旋渦通過(guò)一次聲束，超聲波束就被調(diào)制一次。信束，超聲波束就被調(diào)制一次。信號(hào)處理電路對(duì)號(hào)處理電路對(duì)r r輸出的條幅波進(jìn)行輸出的條幅波進(jìn)行放大、檢波、整形，測(cè)出卡曼漩放大、檢波、整形，測(cè)出卡曼漩渦列頻率，利用公式（渦列頻率，利用公式（1 1）標(biāo)定，）標(biāo)定，可以獲得風(fēng)速測(cè)量值。可以獲得風(fēng)速測(cè)量值。 2 2）超聲波渦街風(fēng)速傳感器）超聲波渦街風(fēng)速傳感器 圖圖4 4 旋渦調(diào)制超聲波原理圖旋渦調(diào)制超聲波原理圖 2 2）超聲波渦街風(fēng)速傳感器）超聲波渦街風(fēng)速傳感器 圖圖5 pc-15 pc-1型超聲波旋渦風(fēng)速型超聲波旋渦風(fēng)速傳感器的原理框圖傳感器的原理框圖3. 超聲波時(shí)差

14、風(fēng)速傳感器超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器原理：原理：利用超聲波時(shí)差原理可以構(gòu)成測(cè)量風(fēng)速的傳感器。利用超聲波時(shí)差原理可以構(gòu)成測(cè)量風(fēng)速的傳感器。該傳感器可以測(cè)量通風(fēng)巷道斷面的平均風(fēng)速，也可以測(cè)該傳感器可以測(cè)量通風(fēng)巷道斷面的平均風(fēng)速，也可以測(cè)量點(diǎn)風(fēng)速。所謂量點(diǎn)風(fēng)速。所謂時(shí)差法時(shí)差法，是通過(guò)測(cè)定順流和逆流超聲波，是通過(guò)測(cè)定順流和逆流超聲波傳播一段距離所需時(shí)間的差值來(lái)測(cè)量風(fēng)速。傳播一段距離所需時(shí)間的差值來(lái)測(cè)量風(fēng)速。適用條件適用條件：測(cè)量巷道平均風(fēng)速，因沒(méi)有任何阻力體引入：測(cè)量巷道平均風(fēng)速，因沒(méi)有任何阻力體引入通風(fēng)斷面，因此能反應(yīng)原有通風(fēng)的真實(shí)情況。通風(fēng)斷面，因此能反應(yīng)原有通風(fēng)的真實(shí)情況。若若風(fēng)速為風(fēng)速為v v，風(fēng)

15、向風(fēng)向如圖如圖6 6所示，所示，則則超聲波以速度超聲波以速度c c從從甲地傳到相距甲地傳到相距l(xiāng) l的乙地，其傳播時(shí)間為：的乙地，其傳播時(shí)間為：圖圖6 6 有差風(fēng)速傳播有差風(fēng)速傳播 風(fēng)向?yàn)閷?shí)線時(shí)：風(fēng)向?yàn)閷?shí)線時(shí)：風(fēng)向?yàn)樘摼€時(shí)：風(fēng)向?yàn)樘摼€時(shí)：3. 超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器cosvcltcosvclt1）超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器原理（平均風(fēng)速）超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器原理（平均風(fēng)速）如圖所示，在巷道上如圖所示，在巷道上安裝超聲波換能器，設(shè)安裝超聲波換能器，設(shè)聲程聲程l1=l2=l，則，則lvttcos211ttlv11cos2求得風(fēng)速求得風(fēng)速v與超聲波傳播時(shí)間的關(guān)系：與超聲波傳播時(shí)間的關(guān)系：

16、 2）超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器原理（點(diǎn)風(fēng)速）超聲波時(shí)差風(fēng)速傳感器原理（點(diǎn)風(fēng)速）左圖是使用超聲波時(shí)差法測(cè)量點(diǎn)風(fēng)速的檢左圖是使用超聲波時(shí)差法測(cè)量點(diǎn)風(fēng)速的檢測(cè)原理示意圖。將測(cè)原理示意圖。將一對(duì)超聲波換能器一對(duì)超聲波換能器安裝安裝在風(fēng)速傳感器的探頭內(nèi)。由圖中所示可以在風(fēng)速傳感器的探頭內(nèi)。由圖中所示可以看出看出sinsinvcdtsinsinvcdtd探頭管徑；發(fā)送（接收）換能器安裝角度；ttdv112sin產(chǎn)品產(chǎn)品1 1kg3088kg3088型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器kg3088kg3088型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器鄭州科安電控設(shè)備有限公司鄭州科安電控設(shè)備有限公司工作原理工作原理 kg3088 kg3088

17、型風(fēng)速傳感器是采用型風(fēng)速傳感器是采用超聲波渦街原理制成的固定式智超聲波渦街原理制成的固定式智能測(cè)風(fēng)儀表。該儀器適用于煤礦能測(cè)風(fēng)儀表。該儀器適用于煤礦井下各通風(fēng)巷道中測(cè)量風(fēng)流速度。井下各通風(fēng)巷道中測(cè)量風(fēng)流速度。儀器具有紅外線遙控校正功能，儀器具有紅外線遙控校正功能，可避免校正過(guò)程中對(duì)儀器周?chē)目杀苊庑Ｕ^(guò)程中對(duì)儀器周?chē)牧鲌?chǎng)干擾，使儀器的校正更方便、流場(chǎng)干擾，使儀器的校正更方便、準(zhǔn)確。另外，由于儀器沒(méi)有調(diào)節(jié)準(zhǔn)確。另外，由于儀器沒(méi)有調(diào)節(jié)孔，使得密封性能更好，工作更孔，使得密封性能更好，工作更可靠。儀器具有多種信號(hào)輸出方可靠。儀器具有多種信號(hào)輸出方式，可與國(guó)內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)配套式，可與國(guó)內(nèi)各種監(jiān)控系統(tǒng)

18、配套使用。使用。產(chǎn)品產(chǎn)品1 1kg3088kg3088型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：0 015.0m/s15.0m/s基本誤差：基本誤差：(0.3+1(0.3+1讀數(shù)讀數(shù))m/s)m/s輸出信號(hào)：電流：輸出信號(hào)：電流：1 15ma.dc5ma.dc頻頻 率：率：5 515hz;515hz;5155hz;200155hz;2001000hz1000hz電電 源：源：121224v.dc24v.dc顯示方式：四位數(shù)碼管顯示顯示方式：四位數(shù)碼管顯示校正方式：紅外線遙控調(diào)校校正方式：紅外線遙控調(diào)校防爆標(biāo)志：防爆標(biāo)志：exibiexibi主要技術(shù)指標(biāo)：主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量范圍

19、：測(cè)量范圍：0.30.315m/s15m/s基本誤差：基本誤差：0.3%0.3%工作電壓：工作電壓：9 924v dc24v dc工作電流：工作電流：70ma dc70ma dc顯示方式：就地顯示顯示方式：就地顯示3 3位位ledled輸出信號(hào)：輸出信號(hào)：1 15ma dc5ma dc、2002001000hz1000hz防爆型式：防爆型式：exibexib礦用本安型礦用本安型 kgf15kgf15型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器( (原原cw-1cw-1型型) )重慶研究院重慶研究院 產(chǎn)品產(chǎn)品2 2kgf15kgf15型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器使用方法使用方法 首先測(cè)出被安放地點(diǎn)巷道斷面平均風(fēng)速值首先

20、測(cè)出被安放地點(diǎn)巷道斷面平均風(fēng)速值; ; 然后將該傳感器安放在斷面的任意點(diǎn)上，這時(shí)應(yīng)注意然后將該傳感器安放在斷面的任意點(diǎn)上，這時(shí)應(yīng)注意風(fēng)流方向與傳感器的風(fēng)流指向偏差不大于風(fēng)流方向與傳感器的風(fēng)流指向偏差不大于5 5度度; ; 然后將紅外線遙控器指向傳感器按動(dòng)上下鍵使傳感器然后將紅外線遙控器指向傳感器按動(dòng)上下鍵使傳感器顯示值與斷面平均風(fēng)速值相等即可。顯示值與斷面平均風(fēng)速值相等即可。產(chǎn)品產(chǎn)品2 2kgf15kgf15型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍主要用于煤礦井下風(fēng)速的測(cè)量，安裝在測(cè)風(fēng)站、進(jìn)回主要用于煤礦井下風(fēng)速的測(cè)量，安裝在測(cè)風(fēng)站、進(jìn)回風(fēng)巷和采區(qū)工作面等場(chǎng)所；風(fēng)巷和采區(qū)工作面等場(chǎng)所； 具有遙

21、控調(diào)校功能，其主要作用是不受通風(fēng)巷道斷面具有遙控調(diào)校功能，其主要作用是不受通風(fēng)巷道斷面大小影響，能很方便地進(jìn)行安裝調(diào)校，并且還具有更好的大小影響，能很方便地進(jìn)行安裝調(diào)校，并且還具有更好的信號(hào)遠(yuǎn)傳功能；信號(hào)遠(yuǎn)傳功能； 采用采用壓電超聲原理壓電超聲原理研制成功的無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)小型研制成功的無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)小型化，使用方便，檢出量不受環(huán)境溫度氣壓、粉塵和電磁干化，使用方便，檢出量不受環(huán)境溫度氣壓、粉塵和電磁干擾影響，具有測(cè)量精度高、范圍寬、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；擾影響，具有測(cè)量精度高、范圍寬、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)； 可與礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。可與礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。產(chǎn)品產(chǎn)品2 2kgf15kgf15

22、型風(fēng)速傳感器型風(fēng)速傳感器熱線風(fēng)速傳感器屬于熱傳感器熱線風(fēng)速傳感器屬于熱傳感器工作原理工作原理：被加熱了的鉑絲檢測(cè)元件在被測(cè)介質(zhì)中的熱交：被加熱了的鉑絲檢測(cè)元件在被測(cè)介質(zhì)中的熱交換主要包括有：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射換主要包括有：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射3 3種形式。在流動(dòng)介質(zhì)種形式。在流動(dòng)介質(zhì)中，則可以認(rèn)為因強(qiáng)迫對(duì)流造成的熱損失超過(guò)其他所有散中，則可以認(rèn)為因強(qiáng)迫對(duì)流造成的熱損失超過(guò)其他所有散熱因素。當(dāng)鉑絲通以恒定電流熱因素。當(dāng)鉑絲通以恒定電流i i時(shí)，如果忽略檢測(cè)元件電時(shí)，如果忽略檢測(cè)元件電阻阻r r的變化，則鉑絲檢測(cè)元件產(chǎn)生的熱量的變化，則鉑絲檢測(cè)元件產(chǎn)生的熱量q=iq=i2 2r r基本不變。基本不變。忽

23、略傳導(dǎo)、輻射兩種散熱因素，則忽略傳導(dǎo)、輻射兩種散熱因素，則鉑絲檢測(cè)元件的溫度鉑絲檢測(cè)元件的溫度t1t1僅取決于流動(dòng)介質(zhì)的速度僅取決于流動(dòng)介質(zhì)的速度v v。 當(dāng)當(dāng)v v發(fā)生變化時(shí)，發(fā)生變化時(shí)，t t1 1也相應(yīng)發(fā)生變化。測(cè)出因溫度也相應(yīng)發(fā)生變化。測(cè)出因溫度t1t1變變化而使鉑絲檢測(cè)元件電阻化而使鉑絲檢測(cè)元件電阻r r產(chǎn)生的增量，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)速產(chǎn)生的增量，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)速大小的測(cè)量。利用這一原理，可以制成靈敏度極高、反應(yīng)大小的測(cè)量。利用這一原理，可以制成靈敏度極高、反應(yīng)速度極快的風(fēng)速傳感器，即熱線風(fēng)速傳感器。速度極快的風(fēng)速傳感器，即熱線風(fēng)速傳感器。 wentor3uwentor3u型熱線風(fēng)速傳感器型

24、熱線風(fēng)速傳感器 前半部分是皮托管取壓。由于巷道風(fēng)速動(dòng)壓的作用，前半部分是皮托管取壓。由于巷道風(fēng)速動(dòng)壓的作用，在入口經(jīng)氣路導(dǎo)管、量程轉(zhuǎn)換氣室、檢測(cè)氣室到出口之在入口經(jīng)氣路導(dǎo)管、量程轉(zhuǎn)換氣室、檢測(cè)氣室到出口之間有檢測(cè)氣流流動(dòng)。該氣流速度正比于外界風(fēng)速動(dòng)壓。間有檢測(cè)氣流流動(dòng)。該氣流速度正比于外界風(fēng)速動(dòng)壓。在量程轉(zhuǎn)化氣室內(nèi)，利用調(diào)節(jié)氣路使氣流通過(guò)不同直徑在量程轉(zhuǎn)化氣室內(nèi)，利用調(diào)節(jié)氣路使氣流通過(guò)不同直徑的氣流導(dǎo)孔，改變氣路阻力，從而實(shí)現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換的目的。的氣流導(dǎo)孔，改變氣路阻力，從而實(shí)現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換的目的。 1-1-檢測(cè)室；檢測(cè)室；2-2-量程量程轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換；3-3-氣路導(dǎo)管；氣路導(dǎo)管；4-4-進(jìn)氣管；進(jìn)氣管

25、；5-5-出口；出口；6-6-入口入口 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：熱線風(fēng)速傳感器反應(yīng)速度快、量程大。熱線風(fēng)速傳感器反應(yīng)速度快、量程大。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能進(jìn)行微風(fēng)測(cè)量；大量程測(cè)量時(shí)，非不能進(jìn)行微風(fēng)測(cè)量；大量程測(cè)量時(shí)，非線性誤差較線性誤差較大大。 wentor3uwentor3u型熱線風(fēng)速傳感器型熱線風(fēng)速傳感器 葉輪式風(fēng)表是目前常用的葉輪式風(fēng)表是目前常用的測(cè)風(fēng)儀表。葉輪風(fēng)速傳感器就測(cè)風(fēng)儀表。葉輪風(fēng)速傳感器就是利用葉輪轉(zhuǎn)速的快慢取決于是利用葉輪轉(zhuǎn)速的快慢取決于風(fēng)速大小的這一原理，保留葉風(fēng)速大小的這一原理，保留葉輪風(fēng)表的固有特點(diǎn)，應(yīng)用電子輪風(fēng)表的固有特點(diǎn)，應(yīng)用電子技術(shù)對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)技術(shù)對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)

26、、轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)巷道風(fēng)量的連數(shù)、轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)巷道風(fēng)量的連續(xù)監(jiān)測(cè)。續(xù)監(jiān)測(cè)。1.光電式葉輪風(fēng)速傳感器 在葉輪風(fēng)表的圓柱形金屬外殼上在葉輪風(fēng)表的圓柱形金屬外殼上打兩個(gè)圓孔，兩孔的連線與風(fēng)表軸打兩個(gè)圓孔，兩孔的連線與風(fēng)表軸心線垂直相交。一孔安裝光源（如心線垂直相交。一孔安裝光源（如燈泡、發(fā)光二極管等），并利用聚燈泡、發(fā)光二極管等），并利用聚光器發(fā)出一束連續(xù)、細(xì)小的光束；光器發(fā)出一束連續(xù)、細(xì)小的光束；一孔沒(méi)有光敏二極管。葉輪不阻擋一孔沒(méi)有光敏二極管。葉輪不阻擋時(shí)，光源發(fā)出的光束直射到光敏二時(shí)，光源發(fā)出的光束直射到光敏二極管上。極管上。 vt120vt120型葉輪式型葉輪式溫度風(fēng)速計(jì)溫度風(fēng)速計(jì)深圳市德威達(dá)深圳市

27、德威達(dá)科技有限公司科技有限公司 vt-200vt-200型分體葉輪式型分體葉輪式風(fēng)速計(jì)（美國(guó)）風(fēng)速計(jì)（美國(guó)）性能：可同時(shí)檢測(cè)風(fēng)速和溫度性能：可同時(shí)檢測(cè)風(fēng)速和溫度范圍：范圍：0.40.430m/s30m/s，-10-10+50 +50 氣流溫度范圍：氣流溫度范圍：-10-105050顯示：顯示：lcdlcd雙行顯示雙行顯示分辨率：分辨率：0.01m/s0.01m/s，0.1 0.1 精度：風(fēng)速精度：風(fēng)速3%3%，溫度：，溫度：0.60.6尺寸：尺寸：182182666635mm35mm重量：重量：680g 680g vt120vt120型葉輪式型葉輪式溫度風(fēng)速計(jì)溫度風(fēng)速計(jì)風(fēng)速范圍：風(fēng)速范圍：0.

28、3-45m/s0.3-45m/s；0.7-100m/h0.7-100m/h；0.6-88 0.6-88 哩哩/ /小時(shí)；小時(shí)；1-140km/h1-140km/h；60-8800 ft/min60-8800 ft/min溫度范圍：溫度范圍：0 05050供供 電：電：內(nèi)置內(nèi)置9v9v堿性電池堿性電池風(fēng)速精度：風(fēng)速精度：3%3%讀數(shù)或讀數(shù)或0.1(0.1(取其大者取其大者) )溫度精度：溫度精度：0.80.8顯顯 示：示：雙線，雙線，4 4位，位，27.9mm27.9mm高高lcdlcd工作溫度：工作溫度：0 06060vt-200vt-200型分體葉輪式風(fēng)速計(jì)，型分體葉輪式風(fēng)速計(jì)，lcdlcd

29、能同時(shí)顯示風(fēng)速溫度，用戶(hù)可選擇能同時(shí)顯示風(fēng)速溫度，用戶(hù)可選擇讀數(shù)單位，內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄器，最多存儲(chǔ)讀數(shù)單位，內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄器，最多存儲(chǔ)10001000點(diǎn)，并能通過(guò)點(diǎn)，并能通過(guò)rs232rs232口輸口輸出到出到pcpc，有數(shù)據(jù)保持及記錄，有數(shù)據(jù)保持及記錄/ /調(diào)用最小，最大，平均值功能。廣泛用調(diào)用最小，最大，平均值功能。廣泛用于平衡空氣調(diào)節(jié)，加熱風(fēng)道，風(fēng)扇鼓風(fēng)機(jī)工況監(jiān)視等。于平衡空氣調(diào)節(jié)，加熱風(fēng)道，風(fēng)扇鼓風(fēng)機(jī)工況監(jiān)視等。 vt-200vt-200型分體葉輪式風(fēng)速計(jì)型分體葉輪式風(fēng)速計(jì)圖圖7 7 光電葉輪風(fēng)速傳感器光電葉輪風(fēng)速傳感器 1.1.光電式葉輪風(fēng)速傳感器光電式葉輪風(fēng)速傳感器工作時(shí)，外界風(fēng)流使葉輪

30、轉(zhuǎn)工作時(shí)，外界風(fēng)流使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率與風(fēng)速成動(dòng)，葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率與風(fēng)速成線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)的葉片切過(guò)光線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)的葉片切過(guò)光源發(fā)出的連續(xù)光束時(shí)，是光敏源發(fā)出的連續(xù)光束時(shí)，是光敏二極管接收到的是脈動(dòng)光束。二極管接收到的是脈動(dòng)光束。光脈沖數(shù)代表了葉輪旋轉(zhuǎn)頻率。光脈沖數(shù)代表了葉輪旋轉(zhuǎn)頻率。光敏二極管與光敏二極管與r r1 1r r2 2r r3 3d d1 1t t1 1組成的組成的接收電路將光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈接收電路將光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖。沖。利用其他信號(hào)處理電路對(duì)電脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、利用其他信號(hào)處理電路對(duì)電脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、顯示、顯示、f-vf-v轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸、監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸、監(jiān)測(cè)，從而從而

31、實(shí)現(xiàn)了風(fēng)速遙測(cè)功能。實(shí)現(xiàn)了風(fēng)速遙測(cè)功能。 2.2.干簧管葉輪風(fēng)速傳感器干簧管葉輪風(fēng)速傳感器 圖圖8 8 干簧管式葉輪風(fēng)速傳感器干簧管式葉輪風(fēng)速傳感器電原理圖電原理圖- -磁鐵，磁鐵，- -干簧管，干簧管，- -支架，支架，- -葉輪葉輪 干簧管放在葉輪干簧管放在葉輪固定支架上。永久磁固定支架上。永久磁鐵與葉輪同軸。鐵與葉輪同軸。 傳感器工作時(shí)，外界風(fēng)流使傳感器葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)傳感器工作時(shí)，外界風(fēng)流使傳感器葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)軸和永久磁鐵一起同速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)永久磁鐵轉(zhuǎn)到上方帶動(dòng)軸和永久磁鐵一起同速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)永久磁鐵轉(zhuǎn)到上方（如圖（如圖8 8所示）時(shí)，與干簧管耦合，使干簧管吸合；永久所示）時(shí)，與干簧管耦合，

32、使干簧管吸合；永久磁鐵偏高耦合位置，干簧管釋放。葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，干磁鐵偏高耦合位置，干簧管釋放。葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，干簧管吸合一次。葉輪不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，干簧管不斷的吸合簧管吸合一次。葉輪不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，干簧管不斷的吸合釋放，其動(dòng)作頻率與巷道風(fēng)速成線性關(guān)系。釋放，其動(dòng)作頻率與巷道風(fēng)速成線性關(guān)系。 利用如圖利用如圖8 8所示的測(cè)量電路，將干簧管的周期性吸合所示的測(cè)量電路，將干簧管的周期性吸合轉(zhuǎn)換成電脈沖，在應(yīng)用定寬整形電路使三極管轉(zhuǎn)換成電脈沖，在應(yīng)用定寬整形電路使三極管t2t2輸出脈輸出脈寬為寬為1m/s1m/s、頻率正比于巷道風(fēng)速的電脈沖波。對(duì)這個(gè)脈、頻率正比于巷道風(fēng)速的電脈沖波。對(duì)這個(gè)脈沖波進(jìn)行計(jì)數(shù)、顯示

33、、沖波進(jìn)行計(jì)數(shù)、顯示、f-vf-v轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸，就完成了轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸，就完成了風(fēng)速連續(xù)測(cè)量、遙測(cè)的目的。風(fēng)速連續(xù)測(cè)量、遙測(cè)的目的。 2.2.干簧管葉輪風(fēng)速傳感器干簧管葉輪風(fēng)速傳感器 葉輪風(fēng)速傳感器由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分易受井下水葉輪風(fēng)速傳感器由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分易受井下水蒸氣、煤塵的影響，使葉輪慣性增大，造成較大的蒸氣、煤塵的影響，使葉輪慣性增大，造成較大的測(cè)量誤差；另外，由于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)存在摩擦，嚴(yán)重限測(cè)量誤差；另外，由于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)存在摩擦，嚴(yán)重限制了這類(lèi)傳感器的使用壽命，因此，葉輪風(fēng)速檢測(cè)制了這類(lèi)傳感器的使用壽命，因此，葉輪風(fēng)速檢測(cè)原理多用于便攜式測(cè)風(fēng)儀表上。葉輪風(fēng)速傳感器多原理多用于便攜式測(cè)風(fēng)儀

34、表上。葉輪風(fēng)速傳感器多安裝在條件較好的入風(fēng)巷道中。安裝在條件較好的入風(fēng)巷道中。杯式風(fēng)速傳感杯式風(fēng)速傳感天津氣象儀器廠天津氣象儀器廠 型號(hào)型號(hào):xe64-16025:xe64-16025北京中西公司北京中西公司使用方法使用方法 在使用時(shí)首先測(cè)出被安放地點(diǎn)巷道斷面平均風(fēng)速值，在使用時(shí)首先測(cè)出被安放地點(diǎn)巷道斷面平均風(fēng)速值，然后將該傳感器安放在斷面的任意點(diǎn)上，這時(shí)應(yīng)注意風(fēng)流然后將該傳感器安放在斷面的任意點(diǎn)上，這時(shí)應(yīng)注意風(fēng)流方向與傳感器的風(fēng)流指向偏差不大于方向與傳感器的風(fēng)流指向偏差不大于5 5度，然后將紅外線度，然后將紅外線遙控器指向傳感器按動(dòng)上下鍵使傳感器顯示值與斷面平均遙控器指向傳感器按動(dòng)上下鍵使傳

35、感器顯示值與斷面平均風(fēng)速值相等即可。風(fēng)速值相等即可。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍主要用于煤礦井下風(fēng)速的測(cè)量，安裝在測(cè)風(fēng)站、進(jìn)回主要用于煤礦井下風(fēng)速的測(cè)量，安裝在測(cè)風(fēng)站、進(jìn)回風(fēng)巷和采區(qū)工作面等場(chǎng)所，是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要儀風(fēng)巷和采區(qū)工作面等場(chǎng)所，是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要儀器。具有遙控調(diào)校功能，其主要作用是不受通風(fēng)巷道斷面器。具有遙控調(diào)校功能，其主要作用是不受通風(fēng)巷道斷面大小影響，能很方便地進(jìn)行安裝調(diào)校，并且還具有更好的大小影響，能很方便地進(jìn)行安裝調(diào)校，并且還具有更好的信號(hào)遠(yuǎn)傳功能。同時(shí)，該傳感器是用壓電超聲原理研制成信號(hào)遠(yuǎn)傳功能。同時(shí)，該傳感器是用壓電超聲原理研制成功的無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)小型化，使用方便，檢

36、出量不受環(huán)功的無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)小型化，使用方便，檢出量不受環(huán)境溫度氣壓、粉塵和電磁干擾影響，具有測(cè)量精度高、范境溫度氣壓、粉塵和電磁干擾影響，具有測(cè)量精度高、范圍寬、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)?？膳c礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。圍寬、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)?？膳c礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。 1）礦井的、各翼的、各采區(qū)和各用風(fēng)地點(diǎn)礦井的、各翼的、各采區(qū)和各用風(fēng)地點(diǎn)的的總進(jìn)風(fēng)總進(jìn)風(fēng)、總總回風(fēng)巷回風(fēng)巷中設(shè)置測(cè)風(fēng)站，但要避免重復(fù)設(shè)置。中設(shè)置測(cè)風(fēng)站，但要避免重復(fù)設(shè)置。 2）測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)在平直的巷道中，其前后各）測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)在平直的巷道中，其前后各10m范圍內(nèi)不范圍內(nèi)不得有風(fēng)流分叉、斷面變化、障礙物和拐彎等局部阻力。得有風(fēng)流分叉、斷面

37、變化、障礙物和拐彎等局部阻力。 3）若測(cè)風(fēng)站位于巷道斷面不規(guī)整處，其四壁應(yīng)用其它材）若測(cè)風(fēng)站位于巷道斷面不規(guī)整處，其四壁應(yīng)用其它材料襯壁呈固定形狀斷面，長(zhǎng)度不得小于料襯壁呈固定形狀斷面，長(zhǎng)度不得小于4m。 4）采煤工作面不設(shè)固定的測(cè)風(fēng)站，但必須隨工作面的推）采煤工作面不設(shè)固定的測(cè)風(fēng)站，但必須隨工作面的推進(jìn)選擇支護(hù)完好、前后無(wú)局部阻力物的斷面上測(cè)風(fēng)。進(jìn)選擇支護(hù)完好、前后無(wú)局部阻力物的斷面上測(cè)風(fēng)。 5）測(cè)風(fēng)站內(nèi)應(yīng)懸掛測(cè)風(fēng)記錄板（牌），記錄板上寫(xiě)明測(cè)）測(cè)風(fēng)站內(nèi)應(yīng)懸掛測(cè)風(fēng)記錄板（牌），記錄板上寫(xiě)明測(cè)風(fēng)站的斷面積、平均風(fēng)速、風(fēng)量、空氣溫度、大氣壓力、風(fēng)站的斷面積、平均風(fēng)速、風(fēng)量、空氣溫度、大氣壓力、瓦斯

38、和二氧化碳濃度、測(cè)定日期以及測(cè)定人等項(xiàng)目。瓦斯和二氧化碳濃度、測(cè)定日期以及測(cè)定人等項(xiàng)目。（1 1）測(cè)風(fēng)方法）測(cè)風(fēng)方法（2 2）測(cè)風(fēng)方法）測(cè)風(fēng)方法線路法線路法定點(diǎn)法定點(diǎn)法1）（2 2）測(cè)風(fēng)方法）測(cè)風(fēng)方法2）迎面法迎面法 測(cè)風(fēng)員面向風(fēng)流，將手臂伸向前方測(cè)風(fēng)。測(cè)風(fēng)員面向風(fēng)流，將手臂伸向前方測(cè)風(fēng)。 實(shí)際風(fēng)速實(shí)際風(fēng)速= 1.14 測(cè)得風(fēng)速測(cè)得風(fēng)速s.sk40側(cè)身法側(cè)身法測(cè)風(fēng)員背向巷道壁站立，手持風(fēng)表將手測(cè)風(fēng)員背向巷道壁站立，手持風(fēng)表將手臂向風(fēng)流垂直方向伸直，然后在巷道斷臂向風(fēng)流垂直方向伸直，然后在巷道斷面內(nèi)作均勻移動(dòng)。面內(nèi)作均勻移動(dòng)。 實(shí)際風(fēng)速實(shí)際風(fēng)速= k測(cè)得風(fēng)速測(cè)得風(fēng)速s測(cè)風(fēng)站的斷面積，測(cè)風(fēng)站的斷面

39、積，m2；0.4測(cè)風(fēng)員阻擋風(fēng)流的面積，測(cè)風(fēng)員阻擋風(fēng)流的面積，m2。（3 3）機(jī)械式風(fēng)表測(cè)風(fēng)步驟）機(jī)械式風(fēng)表測(cè)風(fēng)步驟 1 1）準(zhǔn)備）準(zhǔn)備 2 2）真測(cè)，取多次測(cè)量平均值。）真測(cè)，取多次測(cè)量平均值。v表表=n/t=n/t 3 3）求真風(fēng)速，）求真風(fēng)速，v真真（根據(jù)風(fēng)表校正曲線圖（根據(jù)風(fēng)表校正曲線圖2-532-53） 4 4）實(shí)際風(fēng)速，）實(shí)際風(fēng)速，v均均=k=kv真真 5）計(jì)算巷道風(fēng)量，）計(jì)算巷道風(fēng)量，q=v均均s （4 4）測(cè)風(fēng)時(shí)注意事項(xiàng)）測(cè)風(fēng)時(shí)注意事項(xiàng) 1 1）風(fēng)表的測(cè)量范圍要與所測(cè)風(fēng)速相適應(yīng)；）風(fēng)表的測(cè)量范圍要與所測(cè)風(fēng)速相適應(yīng)； 2 2）風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近，否則會(huì)引起較大）風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近，否則會(huì)引起較大誤差；誤差； 3 3）風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直，偏角不得超過(guò)）風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直，偏角不得超過(guò)10； 4 4）按線路法測(cè)風(fēng)時(shí)，路線分布要合理，風(fēng)表移動(dòng)速度）按線路法測(cè)風(fēng)時(shí)，路線分布要合理