(02)矿用传感器(04)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 矿用传感器,2.1,传感器概述,2.2,甲烷传感器,2.3,一氧化碳传感器,2.4,氧气传感器,2.5,温度传感器,2.6,风速传感器,2.7,风压传感器,2.8,烟雾传感器,2.9,开关量传感器,1,二、超声波时差法风速传感器,基本原理,通过测定超声波顺风流和逆风流传播一段距离的时间差来测定风速。,2,二、超声波时差法风速传感器,基本原理,通过测定超声波顺风流和逆风流传播一段距离的时间差来测定风速。,3,三、,KGF15(,原,CW-1),型风速传感器,技术指标,测量范围：,0.3,15m/s,基本误差：,0.3m/s,工作电压：,9,24V DC,工作电流：,70mA DC,显示方式：就地显示,3,位,LED,输出信号：,1,5mA DC,、,200,1000Hz,防爆型式：,Exib,4,三、,KGF15(,原,CW-1),型风速传感器,调校方法,1.,首先测出安设地点巷道断面平均风速值；,2.,安设风速传感器，风流方向与传感器的风流指向偏差不大于,5,度；,3.,连线开机预热后，按遥控器选择键使小数码显示为“,2,”；,4.,按遥控器上升或下降键使传感器显示值与断面平均风速值相等。,5.,检测传感器输出是否正常：按遥控器选择键使小数码显示为“,3,”，此时的显示若为,3, ,.,则正常。,5,三、,GLW100,型管道流量传感器,工作原理,1.,被测流体介质以平均流速为,v,，流过迎面宽度为,d,的三角柱旋涡发生体时，产生卡曼涡街；,2.,在旋涡发生体中装有检测到涡旋频率的探头，通过相关电路处理成电信号输送给传感器；,3.,经,A/D,转换，再由单片机进行数据处理，完成传感器就地显示，同时输出频率信号至分站。,6,三、,GLW100,型管道流量传感器,主要技术指标,测量范围：,8,100m3/min(,标况流量,),基本测量误差：,2.5% F.S,信号输出：,200Hz,1000Hz,线性对应,0.00,100 m3/min(,标况流量,),介质压力：,2.5MPa,7,三、,GLW100,型管道流量传感器,安装要求,1.,水平或垂直装在与其公称通径相应的管道上；,2.,传感头上、下游应配一定长度的直管道；,3.,必要时安装流体整流器或变径整流器；,4.,上游侧不应设置流量调节阀；,8,三、,GLW100,型管道流量传感器,调校,1.,出厂时已调校完毕，一般现场不需调校；,2.,连线、接地等检查，通电运行；,3.,零流量检查：,输出回路电流应为：,4.00 0.01mA,4.,正常流量检查：,传感器信号处理放大板上有两个检查,脉冲信号的标识测点，正常时为均匀脉冲，,否则，调整电位器直至正常。,9,2.6,压力传感器,一、压力（力）传感原理,应变式,电容式,电感式,压阻式,压电式,10,一、压力（力）传感原理,1,、应变式,弹性元件,+,电阻应变片,弹性元件,圆柱式；圆环式；薄板式（膜片）；悬臂梁式等。,弹簧管；波纹管；波纹膜片；膜盒；薄壁圆筒等。,(a)C,形弹簧管,(b),多圈弹簧管,(c),波纹膜片,(d),波纹膜盒,(e),波纹管,11,一、压力（力）传感原理,电阻应变效应,导体或半导体的电阻值随着机械变形而变化的现象。,电阻应变片,金属电阻应变片；半导体应变片,图：金属箔电阻应变片,金属丝电阻：,-,电阻率,-,应变灵敏系数，,26,-,轴向应变值，,0.240.4,12,一、压力（力）传感原理,测量电桥,图 筒式弹性元件与应变片,13,一、压力（力）传感原理,测量电桥,邻臂电阻变化同号时，输出电压为邻臂电压之差；异号时，为邻臂电压之和。,对臂电阻变化同号时，输出电压为邻臂电压之和；异号时，为邻臂电压之差。,14,电桥的工作方式：,(1),单臂电桥,(2),对臂电桥,(3),邻臂电桥,(4),全桥,15,一、压力（力）传感原理,2,、压阻式,压阻效应,半导体材料受力晶格变形，引起载流子迁移率的变化，从而导致其电阻率发生变化的现象。,压阻效应的各向异性,沿不同方向施加应力和通以电流，其压阻系数不同，即单位应力作用下电阻率的相对变化不同。,压阻效应不同于电阻应变效应,压阻效应电阻的变化主要取决于压力引起的电阻率的变化，而电阻应变效应电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化，即应变。前者的灵敏度比后者大,50,100,倍。,16,一、压力（力）传感原理,压阻式压力传感器（固态压力传感器）,用集成电路工艺技术在单晶硅膜片上制造出四个等值的薄膜电阻，并组成全桥电路。四个等值电阻相对于膜片中心对称，其中两条位于压应力区，另两条处于拉应力区。,当不受压力作用时，电桥处于平衡状态，无电压输出；当受到压力作用时，电桥失去平衡电桥输出电压。电桥输出的电压与压力成比例。,17,一、压力（力）传感原理,压阻式差压传感器,18,一、压力（力）传感原理,集成固态压力传感器,图 压阻式集成压力传感器,图,ICS1210,压力传感器,19,一、压力（力）传感原理,固态压力传感器特点：,(1),灵敏系数比金属应变式大,50100,倍，输出电信号大；,(2),集成电路工艺加工，结构尺寸小，如直径,1.8,2mm,；,(3),压力分辨率高，测量范围宽；,(4),颇率响应好，它可测几十千赫兹的脉动压力；,(5),工作可靠，综合精度高，且使用寿命长；,(6),不采用温度补偿时，单晶硅受温度影响误差较大。,20,二、,GF,系列风流压力传感器,GF,系列风流压力传感器,适用范围：井下巷道或瓦斯抽放管路,原理：压阻式（硅膜片扩散电阻全桥）,型号,测量范围,GF100F(A),-100kPa0kPa,GF100Z(A),0kPa100kPa,GF5F(A),-5kPa0kPa,GF5Z(A),0kPa5kPa,21,二、,GF,系列风流压力传感器,GF100F(A),（瓦斯抽放管道负压）,1,、技术指标,测量范围：负压,0,100KPa,；,基本误差：,3,；,信号输出：,1 mA,5mA,或,200,1000Hz,（线性对应负压,0,100KPa,）,显示方式：四位红色数码管，后三位显示测量值（,KPa,）；,左起第一位为功能位：,1,调零，,2,精度调节，,3,量程设置。,响应时间：,30s,；,信号带负载能力：,0,400,整机工作电压：,13,24V DC,（本安电源）。,整机工作电流：,100,时，分站相对应的输入口量程应设为,200,；,23,三、,KGU9901,型液位传感器,液位（深）传感原理,24,三、,KGU9901,型液位传感器,KGU9901,液位传感器,1,、技术指标,量程：,0m,5m,信号输出：,0,5mA,频率型,200,1000Hz,25,三、,KGU9901,型液位传感器,KGU9901,液位传感器,2,、调校,零点调节：,将传感器放在空气中，调,W2,电位器使传感器显示为零；,再调节,W3,电位器，使分站显示为零。,精度调节：,将传感器放在已知液体深度的位置，调节电位器,W4,使分站显示相应值。此时再调整,W1,使传感器显示相应值。,注意：请保持传感器头的孔不被堵塞,26,四、电子皮带秤,27,2.7,烟雾传感器,一、火灾探测器,感温型,感烟型,光电感烟型、电离感烟型,感光型,可燃气体型,28,二、烟雾传感器,烟雾粒径,29,二、烟雾传感器,烟雾粒径,30,二、烟雾传感器,烟雾粒径,31,1,、光电感烟传感器,工作原理,利用光的散射原理，检测火灾阴燃初期的可见烟雾粒子，当火灾烟雾粒子浓度超限时，感光元件接收烟雾粒子的散射光量增加而产生报警。,特别适用于电气火灾的监测；,主光电室近红外发光二极管：断续发光,0.1ms/3.5s,；,感光元件：近红外光电池；,光透镜及遮光子：形成圆锥形光线；,放大、积分、开关、稳压等保护电路。,32,1,、光电感烟传感器,33,2,、电离感烟传感器,工作原理,核辐射,放射性同位素在衰变过程中放射出,射线、,射线、,射线和,X,射线等射线的现象。放射性同位素即称为放射源。,射线,粒子实质是氦原子核，带,2,个单位的正电荷，一般具有,40,100MeV,的能量，从核内射出的速度为,20km/s,，在空气中的射程为几厘米到几十厘米；,射线的电离效应,射线通过物质（特别是气体）时，与物质分子或原子相互作用，使物质的轨道电子获得能量，脱离原子成为自由电子，同时产生带电正离子的现象。,34,2,、电离感烟传感器,KG8005,亚微粒子烟雾传感器,Am241,火警源,型：检测源和补偿源标称强度,185kBq,串接互补双电离室结构,检测电离室,+,补偿电离室；中间电极片输出检测信号。,进气：无刷电机,+,气泵,过虑：,小旋风分离器,+,冲击淘析器，除尘效率：,10,m/94,；,5,m/78,；,3,m/58,；,35,2,、电离感烟传感器,1,上外罩：,2,铭牌；,3,补偿电离室；,4,补偿源；,5,电路板：,6,电缆插头；,7-,补充接收电极；,8,中间电极；,9,检测源；,10,绝缘环：,11,集尘螺帽；,12,冲击淘析器,13,下外罩；,14,检测电离室；,15,吸气管；,16,报警灯；,17,中隔盘；,18,压环；,19,偏心轴；,20,气泵；,21,无刷电机；,22,手把,36,2,、电离感烟传感器,KG8005,亚微粒子烟雾传感器,图 检测与补偿电离室的伏安特性,37,2,、电离感烟传感器,KG8005A,亚微粒子烟雾传感器,主要技术指标：,工作电压：,9,24V DC,响应时间：,60s,声光报警：,输出信号：,(,无烟,/,有烟,),1.0(4.0)/5.0(20.0)mA DC,200/1000Hz,可调,继电器接点：,(,无烟,/,有烟,),通,(ON)/,断,(OFF),38,2.8,开关量传感器,一、开关量传感原理,开关量,设备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关；,电流电压控制、有烟无烟等。,直接式,电流互感器、电压互感器,间接式,电磁感应原理、霍尔原理、测磁原理等。,39,一、开关量传感原理,电磁感应原理,测定机电设备供电电缆周围磁场的有无，来间接测定设备的开停状态。,40,一、开关量传感原理,霍尔原理原理,金属或半导体薄片的相对两侧面通以控制电流,I,，在薄片的垂直方向上加磁场,B,，则在薄片的另外两侧面间会产生大小与,I,和,B,乘积成比例的电动势,U,H,。,霍尔效应示意图,R,H,霍尔常数，,取决于载流子密度；,K,H,霍尔片的灵敏度；,41,一、开关量传感原理,霍尔元件,霍尔效应示意图,1,、,1,控制电极（激励电极）,2,、,2,霍尔电极；,图 霍尔元件,42,二、,GT-L(A),型设备开停传感器,工作原理：电磁感应,1,、技术指标：,电源电压：,9,24V DC,工作方式：,锁固吊挂于被测电缆上，连续工作,输出信号：,1/5mA DC,、,5mA DC,；,0,5V DC,、无电位触点；,显示方式：,电源指示：绿色灯；,开停指示：红色灯；,43,二、,GT-L(A),型设备开停传感器,2,、连接,1,号口,电源正极，,红色线,；,2,号口,电源负极、信号，黑色线；,3,号口,恒流或频率信号输出，白色线；,4,号口（未用）,绿色线。,3,、调校,灵敏度调节：,高：拨码,1,、,2,至,OFF,；适于负载电流,5,10A,的设备；,中：拨码,1-ON,、,2-OFF,；适于负载电流,10,20A,的设备；,低：拨码,1-OFF,、,2-ON,；适于负载电流,20A,的设备；,4,、控制功能,44,三、,GML(A),型风门开闭传感器,工作原理,测磁原理：将舌簧或感磁元件固定于门框上，磁钢体安装在门上对应位置，当风门关闭时，舌簧闭合，电路接通；风门开时，电路断开；或感磁元件将磁场信号接收，经放大变换后进行指示和输出。,45,三、,GML(A),型风门开闭传感器,技术指标,输出信号制：,二线制,1,5mA DC,、四线制,-5,5mA DC,触 点 式：常开或常闭,传输距离：,2km,工作电压电流：,9,24V DC,46,三、,GML(A),型风门开闭传感器,图,KJ90,监控系统分站二线制接法,47,第二章 矿用传感器,2.1,传感器概述,2.2,甲烷传感器,2.3,一氧化碳传感器,2.4,氧气传感器,2.5,温度传感器,2.6,风速传感器,2.7,风压传感器,2.8,烟雾传感器,2.9,开关量传感器,48,