应用研究
基于矿用离子型传感器
技术的井下变频式电机车电气系统
夏云龙
(河北钢铁集团矿业有限公司河北唐山063000)
数车技术与意用
摘要：矿并下的工作环境十分悉劣作为井下生产的主要运输工具变频式电机车电气系统经常会固为突然停车或者漏水面重新启动。变频式电机车故障是引发并下事故的主要诱因之一,离子型传感器能够有效的预防此奥事故的发生。本文将从高于型传感器的主体结构、信号处理和工作原理等方面介绍其在井下变频式电机车电气系统中的应用。
关键调：矿井高子型电气系统中图分类号：TM921.51
文献标识码：A
1高子型传感器电气结构及主要参数
(1)电气系统中离子传感器主要结构。离子型传感器的结构，其主要组成部分为检测、信号采集、延时滤波、灯光报警、报警信号输出和模拟自检等，(2)电气核心参数。离子型传感器工作时的核心参数：标准工作电压：12V-24V，标准工作电流：小于15mA，探头相应时速：低于30s；浓度分辨率：0.mg/m；事故报警方式：中间级电压升高，电阻输出，灯光预警，信号输出：正常情况，电阻输出值为 4.7kQ，存在10%的误差，报警情况，电阻输出值为26.7kQ，存在
10%的误差：防爆型式：EXibI(150℃)本质安全型。 2电源设计与滤波处理
2.1电源设计
GAL5离子型传感器十分适合在矿井下使用，它的电路是完全按照本安电路要求布置的。为了方便井下安装，传感器的配电电源采用宽压输人的本安型电源，同时在电源人口安装了保护电路，对过往的电压和电流可以起到很好的抑制作用。综合以上各点，该传感器具有较高的安全性，
YCC VCC
A
图1滤波处理电路
e
图2信号采集与转换
收稿日期：2015-10-10
文章编号：1007-9416(2015)11-0056-01 2.2滤波处理
下图1中详细的演示了高子型传感器的滤波处理电路结构，观察下图1得知，传感器探头在检测到信号后会传递给信号处理芯片，芯片的输出端与UIA(LM258大器)的输入端相连，当反向输出端的预设电压低于此信号电平时，UIA的1围将为后续延时电路提供电压。U2芯片主要负责延时定时(此处选用555定时器)，只有达到预设时间，经由U1A输出的高电平通过U2延时输出Sout才能被置为高电乎。这个环节的主要目的就是为了排除外界干扰。假如达不到U2的预设时间，干扰信号不会引起错误动作。U2延时设训的时间长短必须根据传感器实际应用地点来设置，这样才能更好的发挥离子型传感器的健壮性。而离子型传感器自带的自检按钮可以有效的防止因传感器故障引发的意外事故。当按钮K被按下后，探头将输出
高电平，U2的延时定时功能被关闭，报警信号自动触发。 3信号采集、转换与报警输出
3.1信号采集与转换
下图2是离子型传感器采集信号和转换电路的过程显示。
图2中，S代表离子型传感器探头(NIS-02C)，主要负责将采集到的信号转化为电信号；U1为信号转换芯片，型号为MC14667，负责将转换后的电压信号与输出脚13的电压相比较，如果小于13脚的输出电压，则U1的1脚电压为低电平，反之则为高电平。离子型传感器通过检测浓度将其转化为电压信号，信号微弱，易被外界环境影响。为了能够保证信号的无损失传递，需要尽可能将探头与芯片间的距离缩短，并且对外露的引脚进行绝缘保护。
3.2报警偷出
离子型传感器的优势之一款就在于它的报警方式包含两种：输出节点闭合报警和灯光报警。如果浓度达到报警点，说明事故已经开始，现场人员可以通过浓烟看到面板上的红色报警灯，从而做出应急处理，避免出现更严重的人员伤亡和财产损失；同时，传感器输出节点自发关闭，节点中的隔离继电器具有训一延时功能，适用于多
种监控设备，能够开启联网报警模式。 4结语
本文以举例的形式阐述了离子型传感器在井下变频式电机车电气系统中的成功应用，其不但有较强的抗干扰性，而且设计合理工作可靠，具有非常好的适应能力。并下工作环境复杂恶劣，该类型传感器可以尽可能的降低事故发生的几率，同时做到远程监控和管
理，在矿并安全生产中具有非常广国的前景。参考文献
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[2]赵德月，基于MSP430F2012单片机的传感器设计[J1.工矿自动化 2011(8):110112
作者简介：夏云龙(1989一),男，江苏盐城人,本科，助理工程师，研究方向：机械制造及其自动化。
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