專利名稱：本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦使用的測(cè)試儀，特別是一種本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
目前，主通風(fēng)機(jī)作為煤礦大型機(jī)電設(shè)備應(yīng)用非常廣泛，其運(yùn)行性能直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)及人們的生命財(cái)產(chǎn)的安全。通風(fēng)機(jī)設(shè)備技術(shù)測(cè)試的目的，在于取得其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)特性，以檢驗(yàn)通風(fēng)機(jī)設(shè)備性能是否良好。
現(xiàn)有的通風(fēng)機(jī)測(cè)試儀器大部分只能測(cè)通風(fēng)機(jī)的單項(xiàng)參數(shù)，如風(fēng)速風(fēng)量測(cè)試儀、風(fēng)壓測(cè)試儀、功率測(cè)試儀等。即使是綜合測(cè)試儀也只是能滿足風(fēng)機(jī)的風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)壓、功率項(xiàng)目的測(cè)試，但這些參數(shù)對(duì)于風(fēng)機(jī)性能的綜合分析與計(jì)算，綜合性能的評(píng)判還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，不能存貯測(cè)試參數(shù)，不能根據(jù)通風(fēng)機(jī)的不同運(yùn)行工況繪出其運(yùn)行曲線。而且其測(cè)風(fēng)速的方法，是利用皮托管取得的差壓信號(hào)接至差壓變送器換算得到風(fēng)速，因煤礦通風(fēng)機(jī)抽出的風(fēng)中灰塵多、濕度大，極易將皮托管的風(fēng)嘴、風(fēng)管堵住，因而其測(cè)試精度低，測(cè)試可靠性、穩(wěn)定性差。另外主通風(fēng)機(jī)的測(cè)試斷面一般設(shè)在風(fēng)機(jī)的進(jìn)口或出口，抽出風(fēng)中除灰塵多、濕度大外，還含有易燃、易爆氣體，設(shè)在風(fēng)道內(nèi)的各種傳感器及連接裝置不具有防爆性能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能測(cè)試通風(fēng)機(jī)綜合性能，并能存貯測(cè)試參數(shù)，根據(jù)通風(fēng)機(jī)的不同運(yùn)行工況繪出其運(yùn)行曲線的本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該綜合測(cè)試儀包括一個(gè)主機(jī)、兩個(gè)附件箱，主機(jī)包括主機(jī)箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風(fēng)速傳感器的插座、USB插座、功率、負(fù)壓、大氣壓、溫濕度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)插座；主機(jī)箱內(nèi)安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器；兩個(gè)附件箱中，一個(gè)附件箱內(nèi)有硬海綿支撐，硬海綿支撐上有傳感器卡座和連接電纜倉(cāng)，在傳感器卡座中裝有三杯式風(fēng)速傳感器，在連接電纜倉(cāng)中放置有連接電纜；另外一個(gè)附件箱中裝有溫濕度、大氣壓、負(fù)壓傳感器，兩只鉗形電流傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)接盒、各種連接電纜、測(cè)試附件。
主板的計(jì)數(shù)端口經(jīng)光隔整形電路與風(fēng)速傳感器和電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感信號(hào)連接；風(fēng)機(jī)負(fù)壓、溫濕度、環(huán)境大氣壓、電機(jī)功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接。
交流220V電源經(jīng)變壓器變換后，經(jīng)電源板整流濾波，共產(chǎn)生五組直流輸出電源，其中一組為本安電源，本安電源與光電隔離電路連接，光電隔離電路經(jīng)過(guò)風(fēng)速連接電纜和轉(zhuǎn)接盒與風(fēng)速傳感器連接；另四組電源分別與主板、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和傳感器插座連接。
有益效果由于采用上述方案，三杯式風(fēng)速傳感器和電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感信號(hào)經(jīng)光隔整形電路進(jìn)入主板計(jì)數(shù)端口；實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集；風(fēng)機(jī)負(fù)壓、溫濕度、環(huán)境大氣壓、電機(jī)功率傳感器分別產(chǎn)生4～20mA信號(hào)，經(jīng)取樣轉(zhuǎn)換后，形成1～5V直流信號(hào)接至主板的A/D輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述信號(hào)的采集。結(jié)合輸入現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際參數(shù)，如風(fēng)硐面積、測(cè)壓斷面面積、電機(jī)效率等，調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，并用本實(shí)用新型采集各種傳感器信號(hào)，測(cè)試不同工況下通風(fēng)機(jī)的風(fēng)速風(fēng)量、溫濕度、負(fù)壓、大氣壓、電機(jī)功率、電機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)全壓效率、靜壓效率等參數(shù)，并通過(guò)USB插座連接計(jì)算機(jī)或打印機(jī)，繪制出通風(fēng)機(jī)不同運(yùn)行工況的運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)綜合性能的測(cè)試并給出評(píng)定。
在主板上安裝有大容量的帶電保護(hù)存貯器，可貯存80臺(tái)風(fēng)機(jī)的測(cè)試參數(shù)，掉電不丟失。測(cè)試項(xiàng)目、過(guò)程、結(jié)果全中文菜單提示，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，達(dá)到了本實(shí)用新型的目的。
本綜合測(cè)試儀有如下優(yōu)點(diǎn)(1)安全性從本安電路電源設(shè)計(jì)、連接電纜、轉(zhuǎn)換盒、風(fēng)速傳感器的材質(zhì)選型，保證了本安防爆要求，防爆合格證編號(hào)為CNEx05·707；(2)綜合性選用信號(hào)傳感器全面，使得通風(fēng)機(jī)的各種性能參數(shù)均能得到采集、測(cè)試、分析、處理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)綜合性能的測(cè)定；(3)可靠性選用三杯式風(fēng)速傳感器，由于其受通風(fēng)灰塵、濕度影響小，且易于清洗；由于有硬海綿支撐，對(duì)三杯式風(fēng)速傳感器形成良好的保護(hù)，使三杯式風(fēng)傳感器能長(zhǎng)期保持工作性能及精度，所以本實(shí)用新型測(cè)試可靠性、穩(wěn)定性高，精度高；(4)能滿足國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局最新頒布的《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》要求，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)AQ1011-2005。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部裝配示意圖。
圖3為本實(shí)用新型風(fēng)速傳感器附件箱示意圖。
圖4-1為本實(shí)用新型的部分電路原理圖。
圖4-2為本實(shí)用新型的部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型包括主機(jī)箱1、面板2。主板23、電源板24、交流變壓器21、功率傳感器22固定在主機(jī)箱1內(nèi)；面板2上固定有各傳感器信號(hào)插座3、風(fēng)速傳感器插座4、電源插座5、USB接口6、電源開關(guān)7、鍵盤板8、240×128點(diǎn)陣大屏液晶顯示器9。
該綜合測(cè)試儀包括一個(gè)主機(jī)、兩個(gè)附件箱，主機(jī)包括主機(jī)箱1、面板2；面板2上固定有240×128點(diǎn)陣大屏液晶顯示器9、鍵盤8、風(fēng)速傳感器的插座4、USB插座6、功率、負(fù)壓、大氣壓、溫濕度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)插座3；主機(jī)箱1內(nèi)安裝有主板23、電源板24、交流變壓器21、功率傳感器22；兩個(gè)附件箱中，其中一個(gè)附件箱內(nèi)有硬海綿支撐35，硬海綿支撐35上有傳感器卡座34和連接電纜倉(cāng)33，在傳感器卡座34中裝有16只三杯式風(fēng)速傳感器32，在連接電纜倉(cāng)33中放置有連接電纜，由于有硬海綿支撐，對(duì)三杯式風(fēng)速傳感器形成良好的保護(hù)，使三杯式風(fēng)傳感器能長(zhǎng)期保持工作性能及精度；另一個(gè)附件箱中裝有溫濕度、大氣壓、負(fù)壓傳感器，兩只鉗形電流傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)接盒、各種連接電纜、測(cè)試附件。
主板的計(jì)數(shù)端口經(jīng)光隔整形電路與風(fēng)速傳感器和電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感信號(hào)連接；風(fēng)機(jī)負(fù)壓、溫濕度、環(huán)境大氣壓、電機(jī)功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接。
交流220V電源經(jīng)變壓器變換后，經(jīng)電源板整流濾波，共產(chǎn)生五組直流輸出電源，其中一組為本安電源，本安電源與光電隔離電路連接，光電隔離電路經(jīng)過(guò)風(fēng)速連接電纜和轉(zhuǎn)接盒與風(fēng)速傳感器連接。另四組電源分別與主板、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和傳感器插座連接。
圖4-1和圖4-2中，二圖中的線端A、B、C、D、E、F對(duì)應(yīng)連接后，即成為一幅完整的電路原理圖。U2為FT245BM，USB接口芯片，完成數(shù)據(jù)通訊；U3是CPU 80C552；U4是74HC245，提高總線驅(qū)動(dòng)能力；U5是74HC573完成地址、數(shù)據(jù)線的復(fù)用功能；U6是27C256B程序存貯器；U7是74HC138，完成地址譯碼及片選工作；U8是帶電保護(hù)的數(shù)據(jù)存貯器；U9是MAX708復(fù)位芯片；U10是74HC14，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速脈沖、電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖的濾波整形，之后接到CPU計(jì)數(shù)端；U11、U12是74HC573，完成鍵值識(shí)別與譯碼。U11A、U12A、U13A、U14A是四片光電隔離器TP521-4，實(shí)現(xiàn)16路三杯式風(fēng)速傳感器信號(hào)的光電隔離；光電隔離后的16路三杯式風(fēng)速傳感器的風(fēng)速脈沖經(jīng)U13CD4067十六選一多路開關(guān)，接至CPU的計(jì)數(shù)端。16路風(fēng)速傳感器分別接入轉(zhuǎn)接盒，之后經(jīng)一根20芯連接電纜接至主機(jī)箱風(fēng)速傳感器插座，從風(fēng)速傳感器至儀器主機(jī)箱總長(zhǎng)不超過(guò)100米，從16路三杯式風(fēng)速傳感器到主機(jī)光隔輸入電路均為本安電源供電，按本安電路設(shè)計(jì)。在測(cè)風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)接盒及風(fēng)速傳感器的材質(zhì)選擇也都能滿足防爆要求。溫、濕度傳感器直接選用防爆型變送器，儀器主機(jī)放在安全場(chǎng)所，因而能滿足本安防爆要求；本實(shí)用新型的顯示采用240×128點(diǎn)陣圖形液晶顯示器，采用直接控制方式，即其數(shù)據(jù)線讀/寫控制線與CPU的相應(yīng)線直接連接，全中文菜單提示。
功率測(cè)試是使用有功功率傳感器(二瓦特法)，配兩只鉗形電流傳感器及一根三芯電壓連接電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)。功率傳感器的功率輸出為4～20mA信號(hào)，除風(fēng)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速為脈沖信號(hào)分別接到CPU的T0、T1計(jì)數(shù)端外，其它的傳感器功率、溫濕度、負(fù)壓、大氣壓等傳感器均輸出4～20mA信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換成1～5V信號(hào)接至CPU的A/D端以便于采集與處理。
權(quán)利要求1.一種本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀，其特征是該綜合測(cè)試儀包括一個(gè)主機(jī)、兩個(gè)附件箱，主機(jī)包括主機(jī)箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風(fēng)速傳感器的插座、USB插座、功率、負(fù)壓、大氣壓、溫濕度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)插座；主機(jī)箱內(nèi)安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器；兩個(gè)附件箱中，一個(gè)附件箱內(nèi)有硬海綿支撐，硬海綿支撐上有傳感器卡座和連接電纜倉(cāng)，在傳感器卡座中裝有三杯式風(fēng)速傳感器，在連接電纜倉(cāng)中放置有連接電纜；另外一個(gè)附件箱中裝有溫濕度、大氣壓、負(fù)壓傳感器，兩只鉗形電流傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器及轉(zhuǎn)接盒、各種連接電纜、測(cè)試附件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀，其特征是主板的計(jì)數(shù)端口經(jīng)光隔整形電路與風(fēng)速傳感器和電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感信號(hào)連接；風(fēng)機(jī)負(fù)壓、溫濕度、環(huán)境大氣壓、電機(jī)功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接；交流220V電源經(jīng)變壓器變換后，經(jīng)電源板整流濾波，共產(chǎn)生五組直流輸出電源，其中一組為本安電源，本安電源與光電隔離電路連接，光電隔離電路經(jīng)過(guò)風(fēng)速連接電纜和轉(zhuǎn)接盒與風(fēng)速傳感器連接；另四組電源分別與主板、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和傳感器插座連接。
專利摘要一種本安防爆型通風(fēng)機(jī)綜合測(cè)試儀，屬于煤礦使用的綜合測(cè)試儀。該綜合測(cè)試儀包括一個(gè)主機(jī)、兩個(gè)附件箱，主機(jī)包括主機(jī)箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風(fēng)速傳感器的插座、USB插座、功率、負(fù)壓、大氣壓、溫濕度、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)插座；主機(jī)箱內(nèi)安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器。優(yōu)點(diǎn)(1)安全性從本安防爆要求設(shè)計(jì)各零部件；(2)綜合性選用信號(hào)傳感器全面，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)綜合性能的測(cè)定；(3)可靠性選用三杯式風(fēng)速傳感器，由于其受通風(fēng)灰塵、濕度影響小，且易于清洗，測(cè)試的可靠性、穩(wěn)定性高，精度高；(4)能滿足《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》要求。
文檔編號(hào)G01M99/00GK2814377SQ200520070380
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者楊大成 申請(qǐng)人:楊大成