一種礦用紅外發送器的製作方法
2023-05-13 23:45:01 2
專利名稱：一種礦用紅外發送器的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子技術領域，涉及一種發送器，具體涉及一種礦用發送器。
背景技術：
礦用紅外發送器是在瓦斯、煤塵爆炸危險環境中使用的電子設備，主要用於煤礦井下採煤過程中不斷發送採煤機的位置，與支架系統上接收器處在同一高度，當採煤機前行割煤時，安裝在其上面的紅外發送器發送的紅外線不斷被對面支架系統上的接收器接收，使液壓支架電液控制系統隨時知道採煤機的位置和運行方向，可以看出紅外線信號用來反映煤機位置，是成組拉架、成組推溜、成組收護幫、成組噴霧及全自動推溜拉架控制過程中的重要參數，決定成組和全自動運行的過程，實現綜合機械化自動採煤，現有的礦用紅外發送器的缺點是內部電路在處理信號上不精確，運行穩定性差，不能很好的反映採煤機的位置，這樣嚴重影響了採煤機的工作效率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，而提供一種適應性強，處理信號性能穩定可靠的礦用發送器。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種礦用發送器，其特徵在於，包括電源電路、總控制中心、模擬開關電路、恆流驅動電路以及紅外輸出電路，所述的電源電路分別與總控制中心、模擬開關電路以及恆流驅動電路相電連接並用於提供電源，所述的總控制中心、模擬開關電路、恆流驅動電路以及紅外輸出電路依次電連接，所述的總控制中心控制模擬開關電路工作，使恆流驅動電路驅動紅外輸出電路以恆定的功率發送信號。為優化上述方案採取的措施具體包括在上述的一種礦用發送器中，所述的電源電路包括保險器F1、二極體D1、二極體 D2、二極體D4、電阻R1、電阻R20、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5以及直流穩壓模塊U4，所述的保險器Fl和二極體Dl串聯連接，所述的保險器Fl為自恢復保險，電容Cl、 電容C3和電容C5並聯連接，電阻Rl連接在電容Cl和電容C5之間，二極體D2與電容C3 並聯，且一端連接在保險器Fl和二極體Dl之間，電容Cl、電容C3以及電容C5為前級濾波電容，二極體Dl是防止電源輸入極性接反，二極體D4並聯在直流穩壓模塊U4的輸入端的 3腳和輸出端2腳上，二極體D2、D4是用來防止過壓衝擊，電容C2和電容C4並聯後連接在直流穩壓模塊U4的輸出端2腳和4腳的共同輸出端，電容C2和電容C4為後級濾波電容， 直流穩壓模塊U4的接地端1腳分別與電容Cl、電容C3、電容C5連接，直流穩壓模塊U4的輸入端3腳與電阻Rl和電容C5連接，實現短路保護，Rl為限流電阻。在上述的一種礦用發送器中，所述的模擬開關電路包括電平轉換接口電路以及模擬開關U5，所述的電平轉換接口電路用於控制模擬開關TO，主要包括晶片TO、晶片U8、二極體D5、二極體D6、電阻R8、電阻R9、電阻R5、電阻R11、電阻R6和電阻R17，所述的二極體D5 與電阻R6串聯連接後連接到晶片U8上，二極體D5的輸入端與總控制中心連接，電阻R17
4的一端與電阻R6和晶片U8連接，另一端接地，電阻R8的一端連接到晶片U8上和模擬開關 U5的第9腳，另一端連接到Vin上，所述的二極體D6與電阻R5串聯連接後連接到晶片U6 上，二極體D6的輸入端與總控制中心連接，電阻Rll的一端與電阻R5和晶片TO連接，另一端接地，電阻R9的一端連接到晶片U6上和模擬開關U5的第11腳，另一端連接到Vin上。在上述的一種礦用發送器中，所述的模擬開關電路還包括基準電壓電路，所述的基準電壓電路包括晶片U9、U13、電阻RLA、電阻RLB、電阻R24、電阻R25、電阻R13、電阻R16、 電容C7、C8、C9、C10，所述的電容C8、電阻R25、晶片U13以及電容ClO並聯連接，電阻RLB 一端與電容C8和Vin連接，另一端與晶片U13和電阻RM連接，電阻RM的一端與晶片U13 連接，另一端與電阻R25、電容ClO以及模擬開關的第12腳連接，所述的晶片U13和電阻RLB 產生基準電壓加至恆流驅動電路的基準端上，所述的電容C7、電阻R16、晶片U9以及電容C9 並聯連接，電阻RLA —端與電容C7和Vin連接，另一端與晶片U9和電阻R13連接，電阻R13 的一端與晶片U9連接，另一端與電阻R16、電容C9以及模擬開關的第5腳連接，所述的晶片 U9和電阻RLA產生基準電壓加至恆流驅動電路的基準端上。在上述的一種礦用發送器中，所述的恆流驅動電路包括兩路，每一路分別驅動8 個紅外線發射管D，紅外線發射管每4個串聯成一組，每兩組並聯成一路，在恆流驅動電路中設置有多組負反饋電路，其中一組包括晶片U2A、晶片U12A、電阻R7、R18，電阻R18 —端連接在晶片U12A第1腳，另一端接地，晶片U2A的第3腳與晶片U5的第4腳連接，晶片U2A 的第1腳與晶片U12A的第2腳連接，晶片U12A的輸出端接4個串聯成一組的紅外線發射管，電阻R7與4個串聯成一組的紅外線發射管串聯連接，所述的晶片U2A和晶片U12A構成負反饋使電流穩定在恆定值，使紅外線發射管以恆定的功率發送信號。在上述的一種礦用發送器中，所述的總控制中心為單片機U10，在單片機UlO上連接有用於顯示工作狀態的工作指示燈。在上述的一種礦用發送器中，本發送器發送的信號波長為830 950nm，發送角度為30度，發送距離為:3m。與現有技術相比，本發明的優點在於結構新穎、安裝使用方便，只要安裝在採煤機上，面對液壓支架上的紅外接收器，紅外發送器發送的紅外線不斷被對面支架系統上的接收器接收，使液壓支架電液控制系統隨時知道採煤機的位置和方向，整個發送器電路適應性強，性能穩定可靠，保證了採煤機的工作效率，為綜合機械化自動採煤提供了先決條件。
圖1是本礦用發送器的電路原理方框圖；圖2是本礦用發送器的電源轉換電路的原理方框圖；圖3是本礦用發送器的電路圖。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述， 但本發明並不限於這些實施例。圖中，電源電路1 ；總控制中心2 ；模擬開關電路3 ；電平轉換接口電路31 ；基準電壓電路32 ；恆流驅動電路4 ；紅外輸出電路5。
如圖1所示，本礦用發送器是和接收器配合使用的，本發送器發送的信號波長為 830 950nm，發送角度為30度，發送距離為3m，使用時安裝在採煤機上，面對液壓支架上的紅外接收器，紅外發送器發送的紅外線信號不斷被對面支架系統上的接收器接收，使液壓支架電液控制系統隨時知道採煤機的位置和方向，實現綜合機械化自動採煤，在發送器上只要將四芯的電源和信號電纜插頭直接插入插座即可，在插座上配有U形卡孔，這樣當外部電纜插入後可以增加連接強度，保證連接的可靠性；而發送器最主要的是內部的電路組成，包括電源電路1、總控制中心2、模擬開關電路3、恆流驅動電路4以及紅外輸出電路5， 電源電路1分別與總控制中心2、模擬開關電路3以及恆流驅動電路4相電連接並用於提供電源，總控制中心2、模擬開關電路3、恆流驅動電路4以及紅外輸出電路5依次電連接，總控制中心2控制模擬開關電路3工作，使恆流驅動電路4驅動紅外輸出電路5以恆定的功率發送信號。具體來說，如圖2和圖3所示，電源電路1包括保險器Fl、二極體Dl、二極體D2、二極體D4、電阻R1、電阻R20、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5以及直流穩壓模塊 U4,保險器Fl和二極體Dl串聯連接，保險器Fl為自恢復保險，電容Cl、電容C3和電容C5 並聯連接，電阻Rl連接在電容Cl和電容C5之間，二極體D2與電容C3並聯，且一端連接在保險器Fl和二極體Dl之間，電容Cl、電容C3以及電容C5為前級濾波電容，二極體Dl是防止電源輸入極性接反，二極體D4並聯在直流穩壓模塊U4的輸入端的3腳和輸出端2腳上，二極體D2、D4是用來防止過壓衝擊，電容C2和電容C4並聯後連接在直流穩壓模塊U4 的輸出端2腳和4腳的共同輸出端，電容C2和電容C4為後級濾波電容，直流穩壓模塊U4 的接地端1腳分別與電容Cl、電容C3、電容C5連接，直流穩壓模塊U4的輸入端3腳與電阻 Rl和電容C5連接，實現短路保護，Rl為限流電阻；模擬開關電路3包括電平轉換接口電路 31、基準電壓電路32以及模擬開關TO，電平轉換接口電路31用於控制模擬開關TO，主要包括晶片U6、晶片U8、二極體D5、二極體D6、電阻R8、電阻R9、電阻R5、電阻R11、電阻R6和電阻R17，二極體D5與電阻R6串聯連接後連接到晶片U8上，二極體D5的輸入端與總控制中心2連接，電阻R17的一端與電阻R6和晶片U8連接，另一端接地，電阻R8的一端連接到晶片U8上和模擬開關U5的第9腳，另一端連接到Vin上，二極體D6與電阻R5串聯連接後連接到晶片U6上，二極體D6的輸入端與總控制中心2連接，電阻Rll的一端與電阻R5和晶片U6連接，另一端接地，電阻R9的一端連接到晶片U6上和模擬開關U5的第11腳，另一端連接到Vin上；基準電壓電路32包括晶片U9、U13、電阻RLA、電阻RLB、電阻R24、電阻R25、 電阻R13、電阻R16、電容C7、C8、C9、C10,電容C8、電阻R25、晶片U13以及電容ClO並聯連接，電阻RLB —端與電容C8和Vin連接，另一端與晶片U13和電阻RM連接，電阻R24的一端與晶片U13連接，另一端與電阻R25、電容ClO以及模擬開關的第12腳連接，晶片U13和電阻RLB產生基準電壓加至恆流驅動電路4的基準端上，電容C7、電阻R16、晶片U9以及電容C9並聯連接，電阻RLA —端與電容C7和Vin連接，另一端與晶片U9和電阻R13連接，電阻R13的一端與晶片U9連接，另一端與電阻R16、電容C9以及模擬開關的第5腳連接，晶片 U9和電阻RLA產生基準電壓加至恆流驅動電路4的基準端上。總控制中心2為單片機U10，為了方便知道工作狀態，在單片機UlO上連接有用於顯示工作狀態的工作指示燈，恆流驅動電路4包括分為兩路，每一路分別驅動8個紅外線發射管D，紅外線發射管每4個串聯成一組，每兩組並聯成一路，在恆流驅動電路4中設置有多組負反饋電路，其中一組包括晶片U2A、晶片U12A、電阻R7、R18，電阻R18 —端連接在晶片 U12A第1腳，另一端接地，晶片U2A的第3腳與晶片U5的第4腳連接，晶片U2A的第1腳與晶片U12A的第2腳連接，晶片U12A的輸出端接4個串聯成一組的紅外線發射管，電阻R7 與4個串聯成一組的紅外線發射管串聯連接，所述的晶片U2A和晶片U12A構成負反饋使電流穩定在恆定值，使紅外線發射管以恆定的功率發送信號，其它幾組也以同樣的方式工作。
權利要求
1.一種礦用發送器，其特徵在於，包括電源電路(1)、總控制中心O)、模擬開關電路 (3)、恆流驅動電路以及紅外輸出電路(5)，所述的電源電路(1)分別與總控制中心 O)、模擬開關電路⑶以及恆流驅動電路⑷相電連接並用於提供電源，所述的總控制中心O)、模擬開關電路(3)、恆流驅動電路(4)以及紅外輸出電路( 依次電連接，所述的總控制中心⑵控制模擬開關電路⑶工作，使恆流驅動電路⑷驅動紅外輸出電路(5)以恆定的功率發送信號。
2.根據權利要求1所述的一種礦用發送器，其特徵在於，所述的電源電路(1)包括保險器Fl、二極體Dl、二極體D2、二極體D4、電阻R1、電阻R20、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5以及直流穩壓模塊U4，所述的保險器Fl和二極體Dl串聯連接，所述的保險器Fl為自恢復保險，電容Cl、電容C3和電容C5並聯連接，電阻Rl連接在電容Cl和電容 C5之間，二極體D2與電容C3並聯，且一端連接在保險器Fl和二極體Dl之間，電容Cl、電容C3以及電容C5為前級濾波電容，二極體Dl是防止電源輸入極性接反，二極體D4並聯在直流穩壓模塊U4的輸入端的3腳和輸出端2腳上，二極體D2、D4是用來防止過壓衝擊，電容C2和電容C4並聯後連接在直流穩壓模塊U4的輸出端2腳和4腳的共同輸出端，電容C2 和電容C4為後級濾波電容，直流穩壓模塊U4的接地端1腳分別與電容Cl、電容C3、電容C5 連接，直流穩壓模塊U4的輸入端3腳與電阻Rl和電容C5連接，實現短路保護，Rl為限流電阻。
3.根據權利要求1所述的一種礦用發送器，其特徵在於，所述的模擬開關電路(3)包括電平轉換接口電路(31)以及模擬開關TO，所述的電平轉換接口電路(31)用於控制模擬開關U5，主要包括晶片U6、晶片U8、二極體D5、二極體D6、電阻R8、電阻R9、電阻R5、電阻R11、 電阻R6和電阻R17，所述的二極體D5與電阻R6串聯連接後連接到晶片U8上，二極體D5的輸入端與總控制中心(2)連接，電阻R17的一端與電阻R6和晶片U8連接，另一端接地，電阻R8的一端連接到晶片U8上和模擬開關U5的第9腳，另一端連接到Vin上，所述的二極體D6與電阻R5串聯連接後連接到晶片TO上，二極體D6的輸入端與總控制中心( 連接， 電阻Rll的一端與電阻R5和晶片U6連接，另一端接地，電阻R9的一端連接到晶片U6上和模擬開關U5的第11腳，另一端連接到Vin上。
4.根據權利要求3所述的一種礦用發送器，其特徵在於，所述的模擬開關電路(3)還包括基準電壓電路(32)，所述的基準電壓電路(32)包括晶片U9、U13、電阻RLA、電阻RLB、 電阻R24、電阻R25、電阻R13、電阻R16、電容C7、C8、C9、C10，所述的電容C8、電阻R25、晶片 U13以及電容ClO並聯連接，電阻RLB —端與電容C8和Vin連接，另一端與晶片U13和電阻 R24連接，電阻R24的一端與晶片U13連接，另一端與電阻R25、電容ClO以及模擬開關的第 12腳連接，所述的晶片U13和電阻RLB產生基準電壓加至恆流驅動電路(4)的基準端上， 所述的電容C7、電阻R16、晶片U9以及電容C9並聯連接，電阻RLA —端與電容C7和Vin連接，另一端與晶片U9和電阻R13連接，電阻R13的一端與晶片U9連接，另一端與電阻R16、 電容C9以及模擬開關的第5腳連接，所述的晶片U9和電阻RLA產生基準電壓加至恆流驅動電路⑷的基準端上。
5.根據權利要求1所述的一種礦用發送器，其特徵在於，所述的恆流驅動電路(4)包括分為兩路，每一路分別驅動8個紅外線發射管D，紅外線發射管每4個串聯成一組，每兩組並聯成一路，在恆流驅動電路中設置有多組負反饋電路，其中一組包括晶片U2A、晶片U12A、電阻R7、R18，電阻R18 —端連接在晶片U12A第1腳，另一端接地，晶片U2A的第3 腳與晶片U5的第4腳連接，晶片U2A的第1腳與晶片U12A的第2腳連接，晶片U12A的輸出端接4個串聯成一組的紅外線發射管，電阻R7與4個串聯成一組的紅外線發射管串聯連接，所述的晶片U2A和晶片U12A構成負反饋使電流穩定在恆定值，使紅外線發射管以恆定的功率發送信號。
6.根據權利要求1至5任一項所述的一種礦用發送器，其特徵在於，所述的總控制中心 (2)為單片機U10，在單片機UlO上連接有用於顯示工作狀態的工作指示燈。
7.根據權利要求1至5任一項所述的一種礦用發送器，其特徵在於，本發送器發送的信號波長為830 950nm，發送角度為30度，發送距離為:3m。
全文摘要
本發明屬於電子技術領域，提供了一種礦用發送器，包括電源電路、總控制中心、模擬開關電路、恆流驅動電路以及紅外輸出電路，所述的電源電路分別與總控制中心、模擬開關電路以及恆流驅動電路相電連接並用於提供電源，總控制中心、模擬開關電路、恆流驅動電路以及紅外輸出電路依次電連接，總控制中心控制模擬開關電路工作，使恆流驅動電路驅動紅外輸出電路以恆定的功率發送信號。本發明的優點在於使用時安裝在採煤機上，面對液壓支架上的紅外接收器，紅外發送器發送的紅外線信號不斷被對面支架系統上的接收器接收，使液壓支架電液控制系統隨時知道採煤機的位置和方向，性能穩定可靠，保證了採煤機的工作效率，為綜合機械化自動採煤提供了先決條件。
文檔編號H04B10/04GK102394690SQ20111032907
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者何琪君, 應永華, 沈雪松, 蔡賢斌 申請人:寧波長壁流體動力科技有限公司