本安防爆型通風機綜合測試儀的製作方法
2023-10-06 19:15:49 2
專利名稱：本安防爆型通風機綜合測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦使用的測試儀，特別是一種本安防爆型通風機綜合測試儀。
背景技術：
目前，主通風機作為煤礦大型機電設備應用非常廣泛，其運行性能直接關係到煤礦的安全生產及人們的生命財產的安全。通風機設備技術測試的目的，在於取得其實際運轉特性，以檢驗通風機設備性能是否良好。
現有的通風機測試儀器大部分只能測通風機的單項參數，如風速風量測試儀、風壓測試儀、功率測試儀等。即使是綜合測試儀也只是能滿足風機的風速、風量、風壓、功率項目的測試，但這些參數對於風機性能的綜合分析與計算，綜合性能的評判還遠遠不夠，不能存貯測試參數，不能根據通風機的不同運行工況繪出其運行曲線。而且其測風速的方法，是利用皮托管取得的差壓信號接至差壓變送器換算得到風速，因煤礦通風機抽出的風中灰塵多、溼度大，極易將皮托管的風嘴、風管堵住，因而其測試精度低，測試可靠性、穩定性差。另外主通風機的測試斷面一般設在風機的進口或出口，抽出風中除灰塵多、溼度大外，還含有易燃、易爆氣體，設在風道內的各種傳感器及連接裝置不具有防爆性能。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能測試通風機綜合性能，並能存貯測試參數，根據通風機的不同運行工況繪出其運行曲線的本安防爆型通風機綜合測試儀。
本實用新型的目的是這樣實現的該綜合測試儀包括一個主機、兩個附件箱，主機包括主機箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風速傳感器的插座、USB插座、功率、負壓、大氣壓、溫溼度、電機轉速等信號插座；主機箱內安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器；兩個附件箱中，一個附件箱內有硬海綿支撐，硬海綿支撐上有傳感器卡座和連接電纜倉，在傳感器卡座中裝有三杯式風速傳感器，在連接電纜倉中放置有連接電纜；另外一個附件箱中裝有溫溼度、大氣壓、負壓傳感器，兩隻鉗形電流傳感器、轉速傳感器及轉接盒、各種連接電纜、測試附件。
主板的計數埠經光隔整形電路與風速傳感器和電機轉速傳感信號連接；風機負壓、溫溼度、環境大氣壓、電機功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接。
交流220V電源經變壓器變換後，經電源板整流濾波，共產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，光電隔離電路經過風速連接電纜和轉接盒與風速傳感器連接；另四組電源分別與主板、信號轉換器和傳感器插座連接。
有益效果由於採用上述方案，三杯式風速傳感器和電機轉速傳感信號經光隔整形電路進入主板計數埠；實現對風機風速、電機轉速信號的採集；風機負壓、溫溼度、環境大氣壓、電機功率傳感器分別產生4～20mA信號，經取樣轉換後，形成1～5V直流信號接至主板的A/D輸入端，實現對上述信號的採集。結合輸入現場的實際參數，如風硐面積、測壓斷面面積、電機效率等，調整風機的運行工況，並用本實用新型採集各種傳感器信號，測試不同工況下通風機的風速風量、溫溼度、負壓、大氣壓、電機功率、電機轉速、風機全壓效率、靜壓效率等參數，並通過USB插座連接計算機或印表機，繪製出通風機不同運行工況的運行曲線，實現對通風機綜合性能的測試並給出評定。
在主板上安裝有大容量的帶電保護存貯器，可貯存80颱風機的測試參數，掉電不丟失。測試項目、過程、結果全中文菜單提示，自動生成測試報告，達到了本實用新型的目的。
本綜合測試儀有如下優點(1)安全性從本安電路電源設計、連接電纜、轉換盒、風速傳感器的材質選型，保證了本安防爆要求，防爆合格證編號為CNEx05·707；(2)綜合性選用信號傳感器全面，使得通風機的各種性能參數均能得到採集、測試、分析、處理，實現風機綜合性能的測定；(3)可靠性選用三杯式風速傳感器，由於其受通風灰塵、溼度影響小，且易於清洗；由於有硬海綿支撐，對三杯式風速傳感器形成良好的保護，使三杯式風傳感器能長期保持工作性能及精度，所以本實用新型測試可靠性、穩定性高，精度高；(4)能滿足國家安全生產監督管理局最新頒布的《煤礦在用主通風機系統安全檢測檢驗規範》要求，標準號AQ1011-2005。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型內部裝配示意圖。
圖3為本實用新型風速傳感器附件箱示意圖。
圖4-1為本實用新型的部分電路原理圖。
圖4-2為本實用新型的部分電路原理圖。
具體實施方式
實施例1本實用新型包括主機箱1、面板2。主板23、電源板24、交流變壓器21、功率傳感器22固定在主機箱1內；面板2上固定有各傳感器信號插座3、風速傳感器插座4、電源插座5、USB接口6、電源開關7、鍵盤板8、240×128點陣大屏液晶顯示器9。
該綜合測試儀包括一個主機、兩個附件箱，主機包括主機箱1、面板2；面板2上固定有240×128點陣大屏液晶顯示器9、鍵盤8、風速傳感器的插座4、USB插座6、功率、負壓、大氣壓、溫溼度、電機轉速等信號插座3；主機箱1內安裝有主板23、電源板24、交流變壓器21、功率傳感器22；兩個附件箱中，其中一個附件箱內有硬海綿支撐35，硬海綿支撐35上有傳感器卡座34和連接電纜倉33，在傳感器卡座34中裝有16隻三杯式風速傳感器32，在連接電纜倉33中放置有連接電纜，由於有硬海綿支撐，對三杯式風速傳感器形成良好的保護，使三杯式風傳感器能長期保持工作性能及精度；另一個附件箱中裝有溫溼度、大氣壓、負壓傳感器，兩隻鉗形電流傳感器、轉速傳感器及轉接盒、各種連接電纜、測試附件。
主板的計數埠經光隔整形電路與風速傳感器和電機轉速傳感信號連接；風機負壓、溫溼度、環境大氣壓、電機功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接。
交流220V電源經變壓器變換後，經電源板整流濾波，共產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，光電隔離電路經過風速連接電纜和轉接盒與風速傳感器連接。另四組電源分別與主板、信號轉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對應連接後，即成為一幅完整的電路原理圖。U2為FT245BM，USB接口晶片，完成數據通訊；U3是CPU 80C552；U4是74HC245，提高總線驅動能力；U5是74HC573完成地址、數據線的復用功能；U6是27C256B程序存貯器；U7是74HC138，完成地址解碼及片選工作；U8是帶電保護的數據存貯器；U9是MAX708復位晶片；U10是74HC14，實現風速脈衝、電機轉速脈衝的濾波整形，之後接到CPU計數端；U11、U12是74HC573，完成鍵值識別與解碼。U11A、U12A、U13A、U14A是四片光電隔離器TP521-4，實現16路三杯式風速傳感器信號的光電隔離；光電隔離後的16路三杯式風速傳感器的風速脈衝經U13CD4067十六選一多路開關，接至CPU的計數端。16路風速傳感器分別接入轉接盒，之後經一根20芯連接電纜接至主機箱風速傳感器插座，從風速傳感器至儀器主機箱總長不超過100米，從16路三杯式風速傳感器到主機光隔輸入電路均為本安電源供電，按本安電路設計。在測風現場的轉接盒及風速傳感器的材質選擇也都能滿足防爆要求。溫、溼度傳感器直接選用防爆型變送器，儀器主機放在安全場所，因而能滿足本安防爆要求；本實用新型的顯示採用240×128點陣圖形液晶顯示器，採用直接控制方式，即其數據線讀/寫控制線與CPU的相應線直接連接，全中文菜單提示。
功率測試是使用有功功率傳感器(二瓦特法)，配兩隻鉗形電流傳感器及一根三芯電壓連接電纜來實現。功率傳感器的功率輸出為4～20mA信號，除風速、電機轉速為脈衝信號分別接到CPU的T0、T1計數端外，其它的傳感器功率、溫溼度、負壓、大氣壓等傳感器均輸出4～20mA信號，經轉換成1～5V信號接至CPU的A/D端以便於採集與處理。
權利要求1.一種本安防爆型通風機綜合測試儀，其特徵是該綜合測試儀包括一個主機、兩個附件箱，主機包括主機箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風速傳感器的插座、USB插座、功率、負壓、大氣壓、溫溼度、電機轉速等信號插座；主機箱內安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器；兩個附件箱中，一個附件箱內有硬海綿支撐，硬海綿支撐上有傳感器卡座和連接電纜倉，在傳感器卡座中裝有三杯式風速傳感器，在連接電纜倉中放置有連接電纜；另外一個附件箱中裝有溫溼度、大氣壓、負壓傳感器，兩隻鉗形電流傳感器、轉速傳感器及轉接盒、各種連接電纜、測試附件。
2.根據權利要求1所述的本安防爆型通風機綜合測試儀，其特徵是主板的計數埠經光隔整形電路與風速傳感器和電機轉速傳感信號連接；風機負壓、溫溼度、環境大氣壓、電機功率傳感器分別與主板的A/D輸入端連接；交流220V電源經變壓器變換後，經電源板整流濾波，共產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，光電隔離電路經過風速連接電纜和轉接盒與風速傳感器連接；另四組電源分別與主板、信號轉換器和傳感器插座連接。
專利摘要一種本安防爆型通風機綜合測試儀，屬於煤礦使用的綜合測試儀。該綜合測試儀包括一個主機、兩個附件箱，主機包括主機箱、面板；面板上固定有大屏液晶顯示器、鍵盤、風速傳感器的插座、USB插座、功率、負壓、大氣壓、溫溼度、電機轉速等信號插座；主機箱內安裝有主板、電源板、交流變壓器、功率傳感器。優點(1)安全性從本安防爆要求設計各零部件；(2)綜合性選用信號傳感器全面，實現風機綜合性能的測定；(3)可靠性選用三杯式風速傳感器，由於其受通風灰塵、溼度影響小，且易於清洗，測試的可靠性、穩定性高，精度高；(4)能滿足《煤礦在用主通風機系統安全檢測檢驗規範》要求。
文檔編號G01M99/00GK2814377SQ200520070380
公開日2006年9月6日 申請日期2005年4月1日 優先權日2005年4月1日
發明者楊大成 申請人:楊大成