一種煤礦設備工況音拾音裝置製造方法
2023-10-06 11:16:44
一種煤礦設備工況音拾音裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種煤礦工業乙太網中使用的工況音拾音裝置，涉及煤礦設備工況音拾音【技術領域】。所謂工況音即設備開啟與停止狀態的聲音。本實用新型有一拾音器、音頻放大器、低通濾波器、單片機及乙太網接口；拾音器拾取設備開/停的聲音信號，聲音信號送到音頻放大器進行放大，再由低通濾波器行低通濾波處理，其輸出信號送到單片機進行採集和AD轉換，數位化後的工況音信號在單片機中轉換成乙太網數據格式，並經乙太網接口由煤礦工業乙太網傳輸到地面的控制用主機，主機對接收到的工況音信號進行播放。優點：實現了煤礦井下設備工況音檢測與傳輸，幫助操作人員及時了解設備的運行情況。
【專利說明】一種煤礦設備工況音拾音裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦設備工況音拾音【技術領域】，具體是一種煤礦設備工況音拾音
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【背景技術】
[0002]煤礦綜合自動化系統採用工業乙太網作為主幹傳輸網絡，各種監測監控信號、語音信號、視頻信號等均實現了通過統一的工業乙太網進行傳輸。在遠程控制中，對於外部有動作的設備，可通過工業電視來監測設備的工況，如皮帶的啟停、採煤機的啟停等。但對於某些設備，如井下抽水泵等設備，由於他們屬於內部旋轉的設備，外部看不到動作，不能用工業電視來監視這些設備是否正常開啟與停機。因此，需要用拾音器來檢測這類設備開啟與停機時的設備工況音，並通過網絡將數位化的工況音傳送到地面，在地面用喇叭來播放工況音，用來輔助操作人員識別該水泵是否正常開啟與停機。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供一種煤礦設備工況音拾音裝置，將內部旋轉設備開啟與停機時的工況音進行採集、濾波、數位化、並通過煤礦井下工業乙太網傳輸到地面控制室，用喇叭進行播放，用來幫助操作人員了解井下設備的實際工作狀況。
[0004]本實用新型是以如下技術方案實現的:一種煤礦設備工況音拾音裝置，包括拾音器、音頻放大器、低通濾波器、單片機及乙太網接口 ；拾音器拾取設備開/停的聲音信號，聲音信號送到音頻放大器進行放大，再由低通濾波器進行低通濾波處理，其輸出信號送到單片機進行採集和AD轉換，數位化後的`工況音信號在單片機中轉換成乙太網數據格式，並經乙太網接口由煤礦工業乙太網傳輸到地面的控制用主機，主機對接收到的工況音信號進行播放。
[0005]其進一步是:所述的單片機採用PIC18F66J60單片機，所述的低通濾波器進行800Hz以下的低通濾波。
[0006]所述的低通濾波器包括採用UA741模擬集成電路，UA741模擬集成電路連接由兩級RC電路組成的濾波網絡。
[0007]本實用新型的有益效果是:實現了煤礦井下設備工況音檢測與傳輸，幫助操作人員及時了解設備的運行情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型電路原理圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖1所不，一種煤礦設備工況音拾音裝置有一拾音器、音頻放大器、低通濾波器、單片機及乙太網接口 ；拾音器拾取設備開/停的聲音信號，聲音信號送到音頻放大器進行放大，再由低通濾波器行低通濾波處理，其輸出信號送到單片機進行採集和AD轉換，數位化後的工況音信號在單片機中轉換成乙太網數據格式，並經乙太網接口由煤礦工業乙太網傳輸到地面的控制用主機，主機對接收到的工況音信號進行播放。拾音器安裝在設備附近。
[0010]所述的拾音器為通用商品化拾音器，所述的工業乙太網為煤礦己有的井上和井下監測控制用工業乙太網，所述的主機為普通計算機。
[0011]該工況拾音裝置中使用的低通濾波器為適合設備開停場合的低通濾波器，由UA741模擬集成電路組成，兩級RC電路組成濾波網絡，截止頻率f0=l/2 π RC，調節R可調節低通濾波器的截止頻率，使其滿足模擬工況音信號不高於800Hz的要求。
[0012]所述的單片機採用PIC18F66J60單片機，AD轉換和乙太網傳輸由具有乙太網控制器的單片機PIC18F66J60系列晶片為主構成，該單片機具有64K快閃記憶體程序存儲器，39腳I/O口，IOBase-T乙太網通信。支持ffiEE 802.3 (TM)兼容的乙太網控制器，支持IOBase-T埠，集成了 MAC接入層和IOBase-T物理層，專用的8KB發送/接收數據包緩衝器SRAM等，並且具有普通單片機的功能，具有11通道的10位模數轉換器模塊(A/D)和自動採樣功能，在實施中只用其中I個通道模數轉換。
[0013]模擬工況音信號經濾波後送到PIC18F66J60單片機的模擬輸入端ANO進行實時數據採集，變成數位訊號存在單片機內存中。並通過乙太網口 TPOUT和TPIN實時傳送到工業太網中。根據PIC18F66J60單片機採樣頻率計算公式，當晶體頻率採用Fad=25MHz時，採樣頻率最高可達250kHz，完全能滿足2kHz以內的工況音信號動態採樣的要求。工業乙太網通過標準的RJ45接口連接到1:1的脈衝變壓器CT，再連接到PIC單片機的TPOUT+、TPOUT-,TPIN+, TPIN-四個埠，實現乙太網傳輸。
[0014]拾音器檢測井下設備開啟與停機時的聲音，通過音頻放大器進行適當的放大，由低通濾波器進行工況音濾波，低通濾波器的放大倍數A=l+Rf/R0，截止頻率--=1/2 π RC，可通過RC參數進行控制。由於工況音比`普通的音頻信號頻率低，且在地面控制室僅需要通過工況音來判別設備是否正常啟動與停止，對音質要求不高，因此低通濾器的截止頻率可設置較低，一般低於800Hz，這樣採樣頻率可低於2kHz，以保證較低的數據傳輸速率。PIC18F66J60單片機對模擬的工況音信號進行AD轉換，通過乙太網口 RJ45將數位化的工況音傳送到網絡上，由地面控制用計算機實現工況音的播放，以判斷設備是否正常開啟與停機。
【權利要求】
1.一種煤礦設備工況音拾音裝置，其特徵在於:包括拾音器、音頻放大器、低通濾波器、單片機及乙太網接口 ；拾音器拾取設備開/停的聲音信號，聲音信號送到音頻放大器進行放大，再由低通濾波器進行低通濾波處理，其輸出信號送到單片機進行採集和AD轉換，數位化後的工況音信號在單片機中轉換成乙太網數據格式，並經乙太網接口由煤礦工業乙太網傳輸到地面的控制用主機，主機對接收到的工況音信號進行播放。
2.根據權利要求1所述的一種煤礦設備工況音拾音裝置，其特徵在於:所述的單片機採用PIC18F66J60單片機，所述的低通濾波器進行800Hz以下的低通濾波。
3.根據權利要求2所述的一種煤礦設備工況音拾音裝置，其特徵在於:所述的低通濾波器採用UA741模擬集成電路，UA741模擬集成電路連接由兩級RC電路組成的濾波網絡。
【文檔編號】H04R3/00GK203675305SQ201420023272
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】孫治恩, 張滔, 許華棟, 李書軍, 韓劍, 韓紹益 申請人:鄭州煤電股份有限公司告成煤礦, 徐州博林高新技術有限責任公司