矿用风速传感器的设计研究论文

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1、矿用风速传感器的设计研究毕业论文目录摘要1第1章矿用风速传感器概述21.1矿用风速传感器的作用21.2矿用风速传感器的安装位置21.3矿用风速传感器的技术指标21.4矿用风速传感器的分类21.5测风方法31.6测风注意事项41.7各类传感器性能比较51.8超声波风速传感器的主要特点6第2章工作原理及设计方案72.1工作原理72.1.1卡曼涡街原理72.1.2超声波旋涡式风速传感器工作原理82.2设计方案9第3章各部分电路设计113.1电源电路的设计113.2发射电路设计123.2.1电感三点式振荡器123.2

2、.2乙类推挽功率放大电路143.2.3相关的计算153.3超声波发射/接收电路163.4接收电路的设计173.4.1中频放大电路173.4.2检波电路183.4.3低频放大电路193.5整形电路的设计213.6频率-电流装换电路的设计223.7显示电路的设计23第4章风速传感器的应用2924.1使用前的准备294.2传感器接线294.3风速传感器使用注意事项304.4维护与保养30结束语32致谢33参考文献1附录22摘要矿用传感器是煤矿监控系统的“耳目”，它用于监测煤矿环境参数与生产过程参数，将各种物理量转换

3、为电信号。煤矿安全监测系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视，研制、生产和推广使用了环境安全、轨道运输、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统，提高了生产率和设备利用率，增强了矿山安全。随着传感器技术、电子技术、计算机技术和信息传输技术的发展和在煤矿的应用，为适应机械化采煤的需要，矿井监控系统由早期的单一参数的监测系统，发展为多参数单方面监控系统。这些系统均针对某一方面的多参数监控，这包括环境安全监控系统、轨道运输监

4、控系统，胶带运输监控系统、提升运输监控系统、供电监控系统、排水监控系统、矿山压力监控系统、火灾监控系统、水灾监控系统、煤与瓦斯突出监控系统、大型机电设备健康状况监控系统等。环境安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工作电压、工作电流等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。环境参数传感器包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、温度、湿度、风速、绝对压力、相对压力(负压)、粉尘、烟

5、雾等传感器。生产参数传感器包括机电设备开／停、料位、皮带秤重、机组位置、皮带打滑、电压、电流、功率等传感器。矿用风速传感器在煤矿开采业中的作用，不可小觑。在煤矿开采时风速的大小直接影响矿工的生命安全，风速太小，有害气体得不到及时的稀释，可能导致爆炸；如瓦斯爆炸。当风速太大时，可能导致粉尘爆炸。因此风速传感器在煤矿开采中至关重要。主要是将信号转换为超声波，利用接收换能器接收经过风速调制的信号。然后经过中频放大、检波、低频放大、整形后得到方波，然后分两路，一路送给就地显示，一路进行F/I转换。2第1章矿用风速传感

6、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

7、均风速即可。注意：传感器安装一定要牢固，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

8、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5～15Hz。（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/s）、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)21.5测风方法测量井巷的风量一般要