矿用风速传感器设计方案.doc

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1、矿用风速传感器设计方案第1章矿用风速传感器概述1.1矿用风速传感器的作用矿用风速传感器用于检测煤矿井下各坑道、风口、主风扇等处的风速。在煤炭开采的过程中，总有瓦斯涌出。为稀释矿井空气中的瓦斯，需不断地向井下输送新鲜空气。风量是通风系统的重要参数之一。因此，对矿井风速的监测是矿井监控的主要内容之一。1.2矿用风速传感器的安装位置安装：风速传感器可安装在主要测风站和进回风巷等地。安装地应在距顶板较好无明显淋水，不妨碍运输和行人安全的地方，传感头指向应与风流方向一致。安装前应首先测量通道平均风速，任选一点安装，遥控器对准传感器按动上、下键，使就地显示为平均风速即可。注意：传感器安

2、装一定要牢固，不得摆动，传感器测风面一定要垂直风流方向。1.3矿用风速传感器的技术指标测量范围：0.4～15m/s测量误差：≤±0.3m/s输出信号：频率型200Hz~1000Hz或电流型1mA~5mA工作电压：12V～21V(DC)工作电流：≤90mA传输距离：≤2Km1.4矿用风速传感器的分类（1）按传感器用途可分为环境参数传感器与生产参数传感器。（2）按供电方式可分为自带电源式传感器与外接电源式传感器两种。（3）按其输出信号形式可分为模拟量、开关量、累计脉冲量等。模拟信号应符合下列信号制式：电流模拟信号为1～5mA或4～20mA，频率模拟信号为200～1000Hz或5

3、～15Hz。（4）按作用原理不同可分为：机械翼式风速传感器、电子翼式风速传感器、热效应式风速传感器超声波风速传感器。（5）按风速的测量范围可分为高速风速传感器（V>10m/s2）、中速风速传感器（V=0.5m/s～10m/s）、低速风速传感器(V=0.3m/s～0.5m/s)1.5测风方法测量井巷的风量一般要在测风站内进行，在没有测风站的巷道中测风时，要选一段巷道没有漏风、支架齐全、断面规整的直线段进行测风。空气在井巷中流动时，由于受到内外摩擦的影响，风速在巷道断面内的分布是不均匀的,如图1-1所示。在巷道轴心部分风速最大，而靠近巷道周壁风速最小，通常所说的风速是指平均风速

4、而言，故用风速传感器测风必须测出平均风速。为了测得巷道断面上的平均风速，测风时可采用路线法，即将风速传感器按图1-2所示的路线均匀移动测出断面上的风速；或者采用分格定点法，如图1-3所示，即将巷道断面分为若干方格，使风表在每格内停留相等的时问，进行移动测定，然后计算出平均风速。根据断面大小，常用的有9点法、12点法等。图1-1风速流动状态图1-2线路法测风图1-3定点法测风测风时，根据测风员的站立姿势不同又分为迎面法和侧身法两种。迎面法是测风员面向风流方向，手持风速传感器，将手臂向正前方伸直进行测风。此时因测风人员立于巷道中间，阻挡了风流前进，降低了风速传感器测得的风速。为

5、了消除测风时人体对风流的影响，须将测算的真实风速乘以校正系数(1.14)才能得出实际风速。侧身法是测风人员背向巷道壁站立，手持风速传感器，将手臂向风流垂直方向伸直，然后测风。用侧身法测风时，测风人员立于巷道内减少了通风断面，从而增大了风速，需对测风结果进行校正，其校正系数按下式计算：式中K—--测风校正系数，S——测风站的断面积（m2），0.4---测风人员阻挡风流的断面积（m2）。21.6测风注意事项(1)风速传感器度盘一侧背向风流，即测风员能看到度盘；否则，风速传感器指针会发生倒转。(2)风速传感器不能距人体太近，否则会引起较大的误差。(3)风速传感器在测量路线上移动时

6、，速度一定要均匀。在实际工作中，这点常不被重视，由此引起的误差是很大的。如果风速传感器在巷道中心部分停留的时间长，则测量结果较实际风速偏高；反之，测量结果较实际值偏低。(4)叶轮式风速传感器一定要与风流方向垂直，在倾斜巷道测风时，更应注意。如表1-1传感器偏角对测量结果的影响。由表1-1可知偏角10°以内时所产生的误差可忽略不计。表1-1传感器偏角对测量结果的影响风度偏角/(°)风表平均读数误差/%O141．OO．355140.51.4210139．O2.5015137.56.5020132．O(5)在同一断面测风次数不应小于3，三次测量结果的最大误差不应超过5%。(6)传

7、感器的量程应和测定的风速相适应，否则将造成风速传感器损坏或量程不准确。(7)为了减小测量误差，一般要求在1min时间内，使传感器从移动路线的起点到达终点。(8)使用前还应注意传感器的校正有效期。21.7各类传感器性能比较表1-2各类传感器性能的比较矿用风速传感器的种类优点缺点机械翼式风速传感器体积小，质量轻，可测平均速度。精度低，不能直接指示风速，不能自动遥测，不能测微风。电子翼式风速传感器接近开关式（感应式）电容式光电式能发展遥测，精确度比机械翼式高，能直接指示瞬时风速。叶片有惯性运动，所以测量值偏大，体积和质量