矿用管道气体流量检测传感器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种矿用管道气体流量检测传感器电路，包括铂电阻TR1、铂电阻TR2，其中铂电阻TR1的两端分别标为S1、S2，铂电阻TR2的两端分别标为S3、S4，采用正温度系数铂电阻传感元件，利用其对温度的高敏感特性，基于恒功率测量原理，对铂电阻TR1的S1、S2之间另加10V电压加热该铂电阻，检测S2、S4两个的端电压差经A/D转换后进CPU进行检测换算，即可检测流量大小。本发明专利技术实现气体流量的流速0.3‑60m/s范围内低流速测量及低功耗远距离传输。

【技术实现步骤摘要】
矿用管道气体流量检测传感器电路
本专利技术涉及一种矿用管道气体流量检测传感器电路，属于矿用监控设备

技术介绍
为了解决矿井瓦斯危害、提高瓦斯抽采率，需要对煤矿抽放管路里气体流量的抽采量进行高精度检测，传统涡街测量仪目前普遍应用，但是由于涡街检测只有在风速超过起振点以后，才能产生震荡信号，因此现有技术的涡街流量检测设备只能检测4-60m/s的流速范围，无法实现在低流速下抽放管路中气体流量的准确检测，不能保障煤矿生产的安全。因此，对现有技术进行改进，实现低流速下抽放管路中气体流量的准确检测，对保障煤矿生产的安全具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种矿用管道气体流量检测传感器电路，基于恒功率测量原理，采用两个正温度系数铂电阻传感元件，实现气体流量的低流速测量。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种矿用管道气体流量检测传感器电路，包括铂电阻TR1、铂电阻TR2，其中铂电阻TR1的两端分别标为S1、S2，铂电阻TR2的两端分别标为S3、S4，铂电阻TR1为流量检测铂电阻，铂电阻TR2为参比铂电阻，还包括三端基准电源U4、三端基准电源U7、AD转换器U3、双运算放大器U5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R51、电阻R100；铂电阻TR1的S2端接10V电源，电容C7、电容C10并联，并联电路一端接10V电源，并联电路另一端接地，铂电阻TR1的S1端接地，三端基准电源U7的1脚为调节端，三端基准电源U7的2脚为输出端，三端基准电源U7的3脚为接地端，三端基准电源U4的1脚为调节端，三端基准电源U4的2脚为输出端，三端基准电源U4的3脚为接地端，三端基准电源U7的1脚、3脚接-V(D)，电阻R15的一端接+V(D)，电阻R15的另一端接三端基准电源U7的2脚，电容C26一端接三端基准电源U7的2脚，另一端接-V(D)，铂电阻TR1的S1端接双运算放大器U5的1IN-端，铂电阻TR1的S2端接双运算放大器U5的1OUT端，双运算放大器U5的1IN+端接三端基准电源U7的2脚，电容C24的一端接-V(D)，电容C24的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，电阻R10的一端接双运算放大器U5的1OUT端，电阻R10的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，双运算放大器U5的GND端接-V(D)，电容C16、电容C19、电容C22并联，并联电路一端接双运算放大器U5的GND端，并联电路另一端接地，电阻R51的一端接+V(D)，电阻R51的另一端接双运算放大器U5的VCC端，电容C15、电容C18、电容C21并联，并联电路一端接双运算放大器U5的VCC端，并联电路另一端接地，铂电阻TR2的S3端接双运算放大器U5的2IN-端，铂电阻TR2的S4端接双运算放大器U5的2OUT端，电阻R11两端分别接双运算放大器U5的2IN-端、2OUT端，电容C25的两端分别接-V(D)和双运算放大器U5的2IN-端，双运算放大器U5的2IN+端与三端基准电源U7的2脚相连，三端基准电源U4的1脚、3脚接-V(A)，电阻R12的一端接+V(A)，电阻R12的另一端接三端基准电源U4的2脚，电容C6、电容C23并联，并联电路一端接三端基准电源U4的2脚，并联电路另一端接-V(A)，电阻R100的一端接+V(A)，电阻R100的另一端接AD转换器U3的VDD端，端与AD转换器U3的VDD端相连，电容C14、电容C17、电容C20并联，并联电路的一端接AD转换器U3的VDD端，并联电路的另一端接-V(A)，AD转换器U3的GND端、端与-V(A)相连，AD转换器U3的REFIN(+)端接三端基准电源U4的2脚，AD转换器U3的REFIN(-)端接-V(A)，电容C3的一端接-V(A)，电容C3的另一端串联电阻R7后接AD转换器U3的AIN1(+)端，电容C4的一端接-V(A)，电容C4的另一端串联电阻R8后接AD转换器U3的AIN1(-)端，电容C5的一端接于电容C3与电阻R7之间，电容C5的另一端接于电容C4与电阻R8之间，双运算放大器U5的1OUT端、2OUT端分别与电容C5的两端相连，AD转换器U3的AIN1(-)端与AIN2(+)端相连，电阻R6与电容C2串联，串联电路一端接-V(A)，串联电路另一端接AD转换器U3的AIN2(-)端，AD转换器U3的DOUT端输出数字信号。本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：前述矿用管道气体流量检测传感器电路，其中双运算放大器U5的型号为LM358。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：基于恒功率测量原理，采用正温度系数铂电阻传感元件，利用其对温度的高敏感特性，实现气体流量的流速0.3-60m/s范围内低流速测量及低功耗远距离传输。附图说明图1是本专利技术的铂电阻TR1、铂电阻TR2与端子排J5连接电路图；图2是本专利技术的信号放大电路图；图3是本专利技术的ADC电源电路图；图4是本专利技术的AD转换电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术矿用管道气体流量检测传感器电路，包括铂电阻TR1、铂电阻TR2，其中铂电阻TR1的两端分别标为S1、S2，铂电阻TR2的两端分别标为S3、S4，铂电阻TR1为流量检测铂电阻，铂电阻TR2为参比铂电阻。由于传统涡街测量仪目前普遍应用，但是涡街检测只有在风速超过起振点以后，才能产生震荡信号，因此现有技术的涡街流量检测设备只能检测4-60m/s的流速范围，无法实现在低流速下抽放管路中气体流量的准确检测，本专利技术利用铂电阻对温度的敏感性，基于恒功率测量原理，对铂电阻TR1的S1、S2之间另加10V电压加热该铂电阻，即施加一个加热功率P，使其温度升至T1；另一个铂电阻TR2不加热，用于监测介质温度，其温度设为T2，于是两个传感元件之间产生温差△T＝T1－T2。将该检测端置于流体中，在流量为零时，△T最大，随着流量Q的增大，S1、S2之间的铂电阻TR1经风流带走热量降温，T1下降，△T减小。由于我们采用正温度系数铂电阻，S1、S2之间的阻值随温度下降而下降，S2端的电压下降，检测S2、S4两个的端电压差，即可反映流量Q的大小。由于加热功率P、温差△T与流量Q之间将会产生一定的关系，具体为：P/△T与Q3成正比例关系。检测S2、S4两个的端电压差经A/D转换后进CPU进行检测换算，即可检测流量大小。矿用管道气体流量检测传感器电路具体实施时，采用三端基准电源U4、三端基准电源U7、AD转换器U3、双运算放大器U5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用管道气体流量检测传感器电路，其特征在于,包括铂电阻TR1、铂电阻TR2，其中铂电阻TR1的两端分别标为S1、S2，铂电阻TR2的两端分别标为S3、S4，铂电阻TR1为流量检测铂电阻，铂电阻TR2为参比铂电阻，还包括三端基准电源U4、三端基准电源U7、AD转换器U3、双运算放大器U5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R51、电阻R100；铂电阻TR1的S2端接10V电源，电容C7、电容C10并联，并联电路一端接10V电源，并联电路另一端接地，铂电阻TR1的S1端接地，三端基准电源U7的1脚为调节端，三端基准电源U7的2脚为输出端，三端基准电源U7的3脚为接地端，三端基准电源U4的1脚为调节端，三端基准电源U4的2脚为输出端，三端基准电源U4的3脚为接地端，三端基准电源U7的1脚、3脚接-V(D)，电阻R15的一端接+V(D)，电阻R15的另一端接三端基准电源U7的2脚，电容C26一端接三端基准电源U7的2脚，另一端接-V(D)，铂电阻TR1的S1端接双运算放大器U5的1IN-端，铂电阻TR1的S2端接双运算放大器U5的1OUT端，双运算放大器U5的1IN+端接三端基准电源U7的2脚，电容C24的一端接-V(D)，电容C24的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，电阻R10的一端接双运算放大器U5的1OUT端，电阻R10的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，双运算放大器U5的GND端接-V(D)，电容C16、电容C19、电容C22并联，并联电路一端接双运算放大器U5的GND端，并联电路另一端接地，电阻R51的一端接+V(D)，电阻R51的另一端接双运算放大器U5的VCC端，电容C15、电容C18、电容C21并联，并联电路一端接双运算放大器U5的VCC端，并联电路另一端接地，铂电阻TR2的S3端接双运算放大器U5的2IN-端，铂电阻TR2的S4端接双运算放大器U5的2OUT端，电阻R11两端分别接双运算放大器U5的2IN-端、2OUT端，电容C25的两端分别接-V(D)和双运算放大器U5的2IN-端，双运算放大器U5的2IN+端与三端基准电源U7的2脚相连，三端基准电源U4的1脚、3脚接-V(A)，电阻R12的一端接+V(A)，电阻R12的另一端接三端基准电源U4的2脚，电容C6、电容C23并联，并联电路一端接三端基准电源U4的2脚，并联电路另一端接-V(A)，电阻R100的一端接+V(A)，电阻R100的另一端接AD转换器U3的VDD端，...

【技术特征摘要】
1.一种矿用管道气体流量检测传感器电路，其特征在于,包括铂电阻TR1、铂电阻TR2，其中铂电阻TR1的两端分别标为S1、S2，铂电阻TR2的两端分别标为S3、S4，铂电阻TR1为流量检测铂电阻，铂电阻TR2为参比铂电阻，还包括三端基准电源U4、三端基准电源U7、AD转换器U3、双运算放大器U5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C9、电容C10、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15、电阻R51、电阻R100；铂电阻TR1的S2端接10V电源，电容C7、电容C10并联，并联电路一端接10V电源，并联电路另一端接地，铂电阻TR1的S1端接地，三端基准电源U7的1脚为调节端，三端基准电源U7的2脚为输出端，三端基准电源U7的3脚为接地端，三端基准电源U4的1脚为调节端，三端基准电源U4的2脚为输出端，三端基准电源U4的3脚为接地端，三端基准电源U7的1脚、3脚接-V(D)，电阻R15的一端接+V(D)，电阻R15的另一端接三端基准电源U7的2脚，电容C26一端接三端基准电源U7的2脚，另一端接-V(D)，铂电阻TR1的S1端接双运算放大器U5的1IN-端，铂电阻TR1的S2端接双运算放大器U5的1OUT端，双运算放大器U5的1IN+端接三端基准电源U7的2脚，电容C24的一端接-V(D)，电容C24的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，电阻R10的一端接双运算放大器U5的1OUT端，电阻R10的另一端接双运算放大器U5的1IN-端，双运算放大器U5的GND端接-V(D)，电容C16、电容C19、电容C22并联，并联电路一端接双运算放大器U5的GND端，并联电路另一端接地，电阻R51的一端接+V(D)，电阻R51的另一端接双...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凤斌，刘永彬，梁双峰，
申请(专利权)人：镇江中煤电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32