GFW15礦用風(fēng)速傳感器說明書

1、. . . . GFW15礦用風(fēng)速傳感器使用說明書執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB3836-2000、MT448-2008、Q/JMKJ1035-2010江煤科技二一年二月*安裝、使用產(chǎn)品前，請仔細閱讀產(chǎn)品使用說明書*，！警告！嚴(yán)禁在井下帶電開蓋！維修時不得改變本安電路和與本安電路有關(guān)的元、器件的電氣參數(shù)、規(guī)格和型號！本產(chǎn)品不得隨意與其它未經(jīng)聯(lián)檢的設(shè)備連接！一、概述1、用途與適用圍GFW15礦用風(fēng)速傳感器主要用于煤礦井下各種坑道，風(fēng)口,扇風(fēng)機井口等處的風(fēng)速的檢測，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。該傳感器主要為KJ379礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)配套設(shè)計的傳感器，也可與其他煤礦監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。2、儀器特點*微電腦處理芯片：采用

2、新型單片微機和高集成數(shù)字化電路，使電路結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，便于維修調(diào)試。*靈敏度高：高性能的傳感器元件加上儀器部軟件的自動非線性補償使得儀器對風(fēng)速的檢測具有較高的靈敏度。*可靠性高：本儀器具有開機自檢、自動穩(wěn)零、精度校正等功能，且采用紅外遙控調(diào)校，整機沒有任何調(diào)整孔，儀器的零點、精度的調(diào)整，報警值的設(shè)定以與輸出信號的設(shè)定均由紅外遙控器控制?？梢员苊忾_蓋調(diào)試，減小機械損傷，提高整機的密封性，延長了儀器使用壽命。*穩(wěn)定性好：本儀器根據(jù)卡曼渦街理論測量的風(fēng)速穩(wěn)定可靠。*兼容性好：本儀器可由紅外遙控器靈活設(shè)置多種輸出信號制式，幾乎可以與國所有類型的分站連接。*外觀精巧、結(jié)構(gòu)簡單：本儀器電路板采用貼片式

3、焊接，外觀輕巧美觀，結(jié)構(gòu)精致合理，密封性極好，便于安裝。3、型號31、型式：吊掛式，連續(xù)工作方式32、型號與其意義：其具體含義如圖1示。 圖1型號含義二、結(jié)構(gòu)特征與工作原理1、結(jié)構(gòu)特征儀器外殼采用鋅合金材料壓鑄而成，上下蓋之間采用凹凸外加密封圈緊合，具有耐腐、防爆、抗干擾等特點。銘牌為不繡鋼標(biāo)牌，氣室為鍍鉻銅體。該儀器的外觀結(jié)構(gòu)平面示意圖如圖2所示圖2 外觀結(jié)構(gòu)平面示意圖 1、殼體 2、顯示窗 3、蜂鳴器室 4、銘牌 5、電纜緊固件 6、漩渦發(fā)生體 7、掛鉤 8、報警燈室 2、工作原理儀器由電源電路；超聲波調(diào)制解調(diào)電路；中央處理電路；信號輸出電路；聲光報警電路；顯示電路；遙控接收電路；數(shù)據(jù)存儲

4、電路等組成（電原理框圖見圖3）。3位LED數(shù)碼管顯示器 各電路89S52開關(guān)式穩(wěn)壓電源分站電源超聲波調(diào)制超聲波傳感頭聲光報警遙控接收看門狗與存儲器信號輸出（頻率或電流）紅外遙控器圖3 電原理框圖2.1 電源電路：穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓器M1、二極管VD001、電容C000C003、C307C309等組成。外接本安電源經(jīng)穩(wěn)壓后，給各電路供電5V，D102為電源反相集成塊7660，將5V電壓反相輸出5V電壓供精密運算放大器D302使用。2.2 超聲波調(diào)制原理：根據(jù)卡曼渦節(jié)理論，在無限界流場中垂直插入一根無限長的非線性阻力體（漩渦發(fā)生體）時，則在一定的雷諾數(shù)圍（RED=20050000），阻力體下游會產(chǎn)生兩

5、排交替的、旋的漩渦列，而其漩渦率正比于流速，公式表示：f=St V/d式中： f漩渦頻率 St常數(shù)（斯特拉哈爾數(shù)圍為0.21）V風(fēng)速 d漩渦發(fā)生體線徑因此，只要測出f，就可求出風(fēng)速V，超聲波風(fēng)速傳感器就是利用超聲波被漩渦調(diào)制的原理來測定漩渦頻率的。圖4圖4中，A、B為一對性能一樣或相近的聲頭，A為發(fā)射聲頭，B為接收聲頭，C為旋渦發(fā)生體，A發(fā)射一束連續(xù)等幅的超聲波，超聲波穿過空氣到達對面被接收，當(dāng)沒有旋渦通過超聲波束時(左圖)，B接收到連續(xù)等幅的超聲波信號。當(dāng)旋渦與超聲波相碰時，因旋渦運動產(chǎn)生的部壓力梯度，使通過的旋渦的聲能被折射和反射，結(jié)果B接收到的超聲波束幅度就減?。ㄓ覉D），在旋渦流過超聲波

6、束后，而下一個旋渦未到達之前，超聲波立即恢復(fù)原狀，B就收到原來幅值的超聲波束。因此，只要有一個旋渦通過超聲波束，超聲波就被調(diào)制一次。通過旋渦有多少個，超聲波就被調(diào)制多少次，所以超聲波束的調(diào)制頻率就是我們要測量的旋渦頻率f 。測量的頻率信號f由89C52單片機進行平均值、瞬時值、統(tǒng)一化、非線性補償、修正等計算。2.3 微處理電路：此電路由集成微機芯片（單片機）D101與晶振JZ1、電容C101、C102組成。它完成數(shù)據(jù)的采集、運算、處理、控制、輸出等功能。2.4 信號輸出電路：此電路由集成芯片D302A、三極管V401、V403、V404、二極管V404、電阻R401R408電容C401、C40

7、2、發(fā)光二極管L401等組成。由單片機的24腳控制輸出與風(fēng)速對應(yīng)的頻率信號，25腳控制輸出與風(fēng)速對應(yīng)的電流信號。2.5 聲光報警：聲光報警電路由R112、4個發(fā)光二極管組L、V101、R113和蜂鳴器S等組成，當(dāng)檢測的風(fēng)速值低于設(shè)定報警值時，單片機P2.3、P2.4口徑D4反向器驅(qū)動來實現(xiàn)聲光交替報警功能。2.6顯示電路：顯示電路由3位LED數(shù)碼管、R101R108等組成，該電路為動態(tài)掃描顯示由單片機D101的P0口輸出的段碼徑限流電阻R101R108送入到數(shù)碼管的各段顯示數(shù)值。2.7 遙控接收電路：此電路由紅外接收頭HW、電阻R109、R110、電容C108、C109組成，負責(zé)接收由遙控器發(fā)

8、來的命令信號，供給單片機的P35口。2.8 數(shù)據(jù)存儲電路：此電路由集成芯片D103、電阻R114、R115組成，負責(zé)存儲由遙控器設(shè)置和調(diào)整的各種參數(shù)值。三、主要技術(shù)指標(biāo)1、適用條件： 環(huán)境溫度： 040 相對濕度： 98%RH 大氣壓力： 80110KPa2、主要技術(shù)參數(shù)：2.1工作電壓波動圍:9V24V DC 2.2測量圍：風(fēng)速0.415.0m/s；2.3坑道斷面積： 30 m2（任意設(shè)置）；2.4允許誤差： ±0.3 m/s； 2.6信號輸出：515Hz，200Hz 1000Hz 2.7最大傳輸距離：傳感器到分站的最大傳輸距離：2km（使用MHYVRP電纜，導(dǎo)體截面積1.5mm2

9、, 分布電感<0.8mH/km，分布電容<0.06F/km，電阻<12.8/km）。 2.8工作電壓:18V DC； 工作電流：60mA 2.9防爆類型 防爆型式：礦用本質(zhì)安全型 防爆標(biāo)志：ExibI 2.10本安參數(shù) a) Ui：18.3V DC Ii：60mA b) Ci：0.07 nF Li：0 mH3、外殼： 外殼材料： 鋅合金外型尺寸： 225mm×166mm×53mm重 量： 1.00Kg4、關(guān)聯(lián)設(shè)備 關(guān)聯(lián)、配接、配套設(shè)備見附錄四、安裝和調(diào)試1、安裝實際使用前，一般可進行簡單測試。本機出廠時已設(shè)置好參數(shù)，接線完成后，即可通電。在無風(fēng)狀態(tài)，風(fēng)速顯

10、示為零，然后對準(zhǔn)探頭進風(fēng)口吹風(fēng)，本機即刻顯示一定風(fēng)速。安裝時，把測量探頭牢固地安裝在測量位置，不能晃動，注意探頭進風(fēng)方向,有圓柱體側(cè)為進風(fēng)口。儀表可懸掛在附近，接入電源與輸出線。見圖5風(fēng)速安裝示意圖。 圖52、與關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接21、使用經(jīng)過防爆關(guān)聯(lián)設(shè)備檢驗通過的本安型電源裝置。22、儀器與關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接如圖6示。風(fēng)速傳感器本安電源和分站地面微機監(jiān)測系統(tǒng)圖6 儀器與關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接23、儀器下端電纜連接插座接線方式如圖7示。 圖7 部插座接線方式五、使用方法本機出廠時設(shè)置為顯示風(fēng)速，一般情況下用戶不需任何操作既可使用，本機顯示探頭測點風(fēng)速。在使用中，用戶如需調(diào)整修改參數(shù)，必須先仔細閱讀本說明書，用

11、遙控器方可調(diào)整。1、儀器上電當(dāng)儀器通電后，單片機復(fù)位，儀器依次顯示（“×”表示該位數(shù)碼管顯示的數(shù)字）：F S 1 程序開始，顯示輸出信號方式b ×.×報警設(shè)定值×××調(diào)制零頻2、遙控器按健功能簡介本儀器的各種調(diào)節(jié)（調(diào)零、調(diào)精度等）均由紅外遙控器完成，本儀器使用的紅外遙控器外觀圖見圖8。圖85“功能”：按此健一次，儀器顯示“××.×.”，并閃爍，表示風(fēng)速調(diào)零狀態(tài)；按此鍵二次，儀器顯示“J×.×.”表示調(diào)風(fēng)速靈敏度（在風(fēng)速為6 .0m/s時調(diào)整）狀態(tài)；按此鍵三次，儀器顯示“×&#

12、215;.×.”，表示調(diào)風(fēng)速補償系數(shù)狀態(tài)（注意分別在05 m/s、5 m/s10 m/s和10 m/s15 m/s段各調(diào)一次）；按此鍵四次，儀器顯示 “b×.×”表示調(diào)報警設(shè)定值狀態(tài)；按此鍵五次，儀器顯示“×××”表示漩渦調(diào)制實時頻率；按此鍵六次，儀器顯示“C 7.5”表示模擬7.5m/s風(fēng)速值狀態(tài)；按此鍵七次，儀器顯示“F S ×”表示調(diào)輸出頻率方式狀態(tài)；按此鍵八次，儀器顯示“q ”表示將儀器各參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值狀態(tài)；按此鍵九次與按此鍵一次一樣，依此類推?！霸黾印保涸陲L(fēng)速調(diào)零、調(diào)風(fēng)速靈敏度、調(diào)風(fēng)速補償系數(shù)、調(diào)報警設(shè)定值狀態(tài)下

13、按此鍵，相應(yīng)值加一。按此鍵不放將連續(xù)加一?！皽p小”：在風(fēng)速調(diào)零、調(diào)風(fēng)速靈敏度、調(diào)風(fēng)速補償系數(shù)、調(diào)報警設(shè)定值狀態(tài)下按此鍵，相應(yīng)值減一。按此鍵不放將連續(xù)減一?！按_定”：按下此鍵，儀器自動保存調(diào)試的值。并進入正常檢測狀態(tài)?！叭∠保喊聪麓随I，儀器自動取消前面調(diào)試的值，恢復(fù)原設(shè)置值，并進入正常檢測狀態(tài)。注：在沒有按“功能”鍵的情況下，按其它鍵儀器不響應(yīng)。3、調(diào)試方法 軟件調(diào)節(jié) （1） 調(diào)靈敏度此項一定要在線性調(diào)節(jié)之前完成，將儀器按正確位置放入標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞，將風(fēng)洞風(fēng)速調(diào)節(jié)至6.0 m/s，按遙控器“功能”鍵使儀器顯示“J×.×.”，再按遙控器“增加”或“減小”鍵，使儀器顯示“J6.0.”

14、，此時按遙控器“確定”鍵，靈敏度調(diào)節(jié)完畢。（2） 線性調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)完靈敏度后， a) 在風(fēng)洞風(fēng)速調(diào)節(jié)至9.0 m/s時，按遙控器“功能”鍵使儀器顯示“××.×.”(注意最后一位有小數(shù)點)，再按遙控器“增加”或“減小”鍵，使儀器顯示“ 9.1.”；b) 在風(fēng)洞風(fēng)速調(diào)節(jié)至12.0 m/s時，再按遙控器“增加”或“減小”鍵，使儀器顯示“12.1.”；c) 在風(fēng)洞風(fēng)速調(diào)節(jié)至15.0 m/s時，再按遙控器“增加”或“減小”鍵，使儀器顯示“15.0.”；d) 在風(fēng)洞風(fēng)速調(diào)節(jié)至3.0 m/s時，再按遙控器“增加”或“減小”鍵，使儀器顯示“3.0.”；e) 此時按遙控器“確定”鍵，線

15、性調(diào)節(jié)完畢。硬件調(diào)節(jié) 出廠時已調(diào)好，當(dāng)用遙控器調(diào)節(jié)，靈敏度仍很低時，才進行硬件調(diào)節(jié)。（1） 上電后，用示波器測量線路板插腳的TD1端子，調(diào)節(jié)W301使得測量的波形如圖9所示，頻率為147.8KHZ左右；圖9（2） 用示波器測量VD302的正極，調(diào)節(jié)W302使得測量的波形為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，且幅度值為最大。 恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)狀態(tài)在儀器調(diào)節(jié)錯亂不易進行調(diào)節(jié)情況下，可按遙控器“功能”鍵使儀器顯示“q ”，此時按遙控器“增加”鍵，儀器將顯示“q OJ”,表示已恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)狀態(tài)，此時按遙控器“確定”鍵，再進行軟件調(diào)節(jié)步驟。六、使用維護注意事項1、儀器要輕拿輕放，防止劇烈震動。2、儀器必須由專業(yè)人員進行調(diào)試。 3

16、、安裝時應(yīng)避免損壞探測器電纜，切記按規(guī)定接線操作。4、投入正常使用后，探測器要定時（二周一次）輕擦掉淤積的煤塵，不然會影響測量精度。探頭與儀表有配套關(guān)系不可調(diào)換。5、風(fēng)速的標(biāo)定容為專業(yè)人員調(diào)試設(shè)置，一般人員慎用。如需設(shè)置，必須在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞進行，并請先記錄原參數(shù)值，萬一不能正常工作時，恢復(fù)原參數(shù)值。6、儀器在正常工作情況下不要隨意操作遙控器。7、按遙控器功能鍵時，只有在釋放該鍵后，儀器才會響應(yīng)。8、請勿隨意改變輸出方式!9、井下不許換遙控器電池，干電池型號、規(guī)格須由制造廠提供！七、常見故障的分析與排除表三 常見故障的分析與排除 故障現(xiàn)象 原因分析 排除方法儀器上電無顯示1. 分站部電源保險絲熔斷用

17、萬用表檢查更換即可2. 接線松動重新接好線3. 傳感器D001壞，V004擊穿短路檢查更換常報警、數(shù)碼管顯示888D104反向器壞檢查更換零頻顯示0001.元件開路檢查更換2.D301B或D302B壞，N1三極管、WL或WV壞檢查更換數(shù)碼管顯示值雜亂1.D101單片機壞， 檢查更換2.晶振JZ壞，C201、C202壞檢查更換傳感器顯示正器，分站無數(shù)值顯示1.信號輸出線路開路重新接好線2.三極管V404壞、R406阻值變大或開路檢查更換3.D302A壞或R402開路等相關(guān)器件壞檢查更換超限不報警1.S蜂鳴器壞或蜂鳴器無+5V電源檢查電源連線是否脫落或更換蜂鳴器2.三極管V101壞或R113開路檢查更換顯示正常按遙控調(diào)設(shè)置值不起作用1.HW遙控接受頭壞檢查更換2.單片機D101壞檢查更換八、產(chǎn)品清單將儀器取出后，檢查外觀有無破損現(xiàn)象。并檢查下列項目是否齊全。礦用風(fēng)速傳感器 1個遙控器 1個專用工具 1只使用說明書 1本產(chǎn)品合格證 1份附錄 傳感器關(guān)聯(lián)、配接、配套設(shè)備A.1 關(guān)聯(lián)設(shè)備序號規(guī)格型號防爆標(biāo)志防爆證號安標(biāo)證號生產(chǎn)單位1KDW-660/18礦用隔爆兼本安型不間斷電源ExdibI20821218MAA080058江煤科技2KDW28-18礦用隔爆兼本安不間斷電源ExdibI2082693MAA080025