云南矿用传感器概要PPT课件

.,1,矿用传感器,镇江中煤电子有限公司,.,2,传感器定义,将被测物理量转换为电信号输出的装置。并且通常具有显示和声光报警功能的设备。主要由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源构成。,.,3,传感器基本概念,1、量程：量程是指传感器所允许测量被测物理量的量值范围。2、精度：精度是表示传感器的测量值与实际值的接近程度。3、重复性：由于传感器的老化和磨损，在相同的工作状态下，重复地输入一个相同的值时，传感器的输出是不同的。重复性就是指传感器在相同的工作状态下，重复地输入一个相同的值时，其输出的一致程度。4、灵敏度：灵敏度是指传感器的输出增量值与输入增量值之比。,.,4,传感器供电方式,矿用传感器的供电方式有内部供电和外部供电两种。为了满足传感器对电源功率的要求，减少传感器的体积，便于维护，一般都采用外部供电方式。传感器的外部供电方式包括就近供电和集中供电两种。,.,5,传感器输出信号,在矿井监控系统中，被测物理量可分为开关量和模拟量两种。开关量就是只取两种状态的物理量，如采煤机、掘进机、运输机、水泵、风机的开停等。开关量也可以用电压的有无、电流的有无和极性等来表示。1、开关信号：开关信号的输出可以是机械接点，也可以是半导体电路或其它电器元件，这些统称为输出接点，输出接点可以是有源接点，也可以是无源接点。有源接点输出的高电平应不小于+3V，低电平电压应不大于+0.5V。,.,6,传感器输出信号,2、模拟信号：模拟信号主要有电压型、电流型和频率型。电压型模拟信号的电压随被测物理量变化而变化，电压型模拟信号一般为05V。电流型模拟信号的电流随被测物理量变化而变化，电流型模拟信号一般为1mA5mA和4mA20mA。频率型模拟量的频率随被测物理量变化而变化。频率型模拟信号一般为200Hz1000Hz,在整个频率范围内其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于0.3ms。在矿井监控系统中，最常用的模拟信号是频率型和电流型。,.,7,传感器的分类,分模拟量传感器和开关量传感器。模拟量传感器：甲烷、风速、一氧化碳、温度、水位、负压、压力、氧气、氢气、硫化氢、二氧化碳等。开关量传感器：风门、开停、馈电、烟雾、风筒等。,.,8,甲烷传感器用途,甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所，监测环境甲烷浓度，并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。,.,9,甲烷传感器工作原理,该传感器以多功能超低功耗单片机为中央处理单元,由放大电路、数字显示、声光报警、信号输出等单元电路组成，框图如下：,.,10,甲烷传感器工作原理,传感器电路采用单片机设计，能就地检测显示甲烷浓度值，同时输出频率信号(电流信号、485通讯)，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源，整机功耗低，有利于延长分站和传感器之间的传输距离。甲烷浓度监测是矿井安全监控的首要内容。当环境中甲烷浓度大于或等于报警浓度时，发出声光报警信号：当环境中甲烷浓度大于或等于断电浓度时，切断被控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁，当甲烷浓度低于复电浓度时解锁。因此，甲烷传感器既是矿井安全监控最重要的设备，又是矿井安全监控必备的设备之一。甲烷是一种可燃性气体，只有在与空气或氧化剂按一定比列均匀混合后才具有爆炸性。,.,11,甲烷传感器工作,甲烷氧气混合物在火源的作用下，完全反应的方程式为：CH4+2O2=2H2O+CO2+Q式中Q为反应放出的热量催化燃烧式甲烷传感器的工作原理是：在传感元件表面的甲烷在催化剂的作用下，发生无焰燃烧，放出热量，使传感元件升温，进而使传感元件电阻变大，通过测量传感元件电阻的变化就可以测出甲烷气体浓度。瓦斯传感器的催化元件是应用热催化原理，瓦斯传感器工作时空气中不能缺少氧气，空气中甲烷的浓度在010%范围内变化时，催化反应输出正比于甲烷浓度，当甲烷浓度继续增加时，空气中的氧气被甲烷稀释，催化反应因缺氧不但不增加，反而随甲烷浓度上升而下降，这样，在高低浓度区间对应了一个催化输出值，我们称此现象为二值性。,.,12,一氧化碳传感器,一氧化碳传感器(以下简称传感器)主要用于煤矿井下监测一氧化碳气体浓度。它可以连续自动地将井下一氧化碳浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示浓度值，超限声光报警等功能。适用于有自燃倾向的采掘工作面、回风巷、采空区等地点固定使用。,.,13,温度传感器用途,温度传感器(以下简称传感器)是用于监测煤矿井下环境温度或抽放管道内气体温度的传感器，能就地数字显示温度测量值并输出信号至分站。传感器电路采用单片机设计，能就地显示检测温度值，同时输出多种信号，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源，使整机功耗更低，有利于提高分站和传感器之间的传输距离。,.,14,负压传感器用途,负压传感器(以下简称传感器)是适用于煤矿井下巷道及瓦斯抽放管道负压监测的本质安全型仪器，主要用于风压变化监测，以保证矿井正常通风、配风及瓦斯抽放管路安全，在老塘漏风、隔墙密闭的连续监测中起到重要作用。传感器电路采用单片机设计，能就地显示检测压力值，同时输出多种信号，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。,.,15,负压传感器的安装,将传感器挂于风门附近或风机房，橡皮管一端插到负压气嘴上，另一端引至巷道远端，通过配套的电缆将传感器与分站电源箱连接。电源接通后，即可正常工作。,.,16,风速传感器用途,风速传感器(以下简称传感器)是适用于煤矿井下通风巷道，风口，扇风机井口等巷道中测量风流速度的固定式本质安全型传感器。该传感器采用超声波涡街原理，具有无可动部件，可靠性高，介质适应性强，工作温度范围宽，准确度高等优点。而且该传感器使用红外线遥控调校，可避免校正过程中对传感器周围流场的干扰，使校正更方便、准确。传感器电路采用单片机电路设计，能就地显示风速值，并有多种输出信号制式，供远程采集。传感器的电源电路采用开关电源，使整机功耗更低，有利于提高分站和传感器之间的传输距离。,.,17,风速传感器工作原理,传感器由电源电路、振荡电路、超声发射接收电路、放大电路、检波电路、整形电路、智能信号处理、显示电路、信号输出电路等构成。,.,18,风速传感器超声波涡街测量风速原理简述,风流流经障碍物时，在障碍物的边缘下风流侧会产生一列气流旋涡，旋涡的产生频率与风速成正比，通过测量该旋涡频率，即可算得风速值。传感器探头组件中的三角柱即为涡街产生杆。三角柱的下风流两侧有一对超声波发射接受元件，振荡电路产生一个约145KHz的信号，驱动超声发射元件发出超声波。超声波穿过有旋涡的流场后，被旋涡调幅。接收到的超声波信号经放大、检波后，即可获得旋涡频率信号，经数字处理后得到真实风速值。,.,19,矿用投入式液位传感器用途,矿用投入式液位传感器选用进口不锈钢隔离膜片敏感器件，将芯片装入一不锈钢壳体内，采用特制的防水通气电缆将信号引出。传感头投入被测液体内，通过电缆接入仪表盒。由于采用特制的防水通气电缆,使感压膜片的背压腔与大气良好相通,测量液位不受外界大气压的影响，测量准确，长期稳定性好，并具有优良的密封和防腐性能，可直接投入水、油等液体(包括腐蚀性液体)中长期使用。,.,20,矿用投入式液位传感器工作原理,传感头根据水中的压力与空气中的压力差，把水位的高度变换成压力差，再把压力差电信号送给A/D变换器,单片机采集数字信号运算处理后,输出的水位高度通过数码管来显示,同时输出对应的输出信号。,.,21,矿用投入式液位传感器,将传感器主机挂于被测水池附近，将探头放于水底，将传感器通过电缆与分站连接。电源接通后，即可正常工作。,.,22,矿用设备开停传感器用途,矿用设备开停传感器是一种用于监测煤矿井下机电设备（如采煤机、运输机、提升机、破碎机、局扇、泵站、风机等）开停状态的固定式监测仪表，把检测到的设备开停信号转换成各种标准信号传输给矿井监测分站（或其它向地面传送信息的载波设备等），最终实现在地面对全矿电气设备开停状态进行集中连续自动的监测。,.,23,矿用设备开停传感器工作原理,利用测定磁场感应测试原理，以感应的方式，连续监测设备的开停状态，并随时将监测到的设备开停状态转换成标准电信号送往分站。设备供电电流越大，磁感应信号就越强。感应出的信号，经放大、检波、信号变换、信号显示、信号输出等环节，将设备开停信号送至分站或其它信号传输设备，再远传至地面中心站进行存储、显示或控制，从而实现对设备的集中连续监测监控。,.,24,矿用设备开停传感器原理安装,将本安电源及输出信号与系统电源及信号输入口对应接线正确，在负荷电缆上寻找合适的位置将传感器卡固在被测设备的供电电缆外皮上即可正常工作。连接正确时，传感器电源指示灯绿灯应亮。,.,25,风门开闭传感器用途,风门开闭传感器是磁性驱动的位置开关传感器，系矿用本质安全型产品。该产品可在煤矿井下有甲烷及煤尘爆炸危险的环境中