一种矿用本安型数字式速度传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种矿用本安型数字式速度传感器，属于速度传感器技术领域；解决了现有脉冲式测速传感器信号传输距离较短且不符合矿用防爆要求的问题；包括信号采集单元和测速单元，所述测速单元采用防爆本安电路，所述信号采集单元包括测速齿盘、光电传感器，所述测速齿盘安装在光电传感器的U型槽中，测速齿盘转动使光电传感器输出方波信号；所述测速单元包括处理单元、通讯单元、双重过压保护单元、电源单元，所述光电传感器的输出信号通过放大电路传输至处理单元，所述处理单元通过通讯单元将信号传输至外部通信设备，所述电源单元通过双重过压保护单元给通讯单元、处理单元、光电传感器供电；本实用新型专利技术应用于矿井皮带测速。带测速。带测速。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用本安型数字式速度传感器


[0001]本技术提供了一种矿用本安型数字式速度传感器，属于速度传感器


技术介绍

[0002]测速传感器是皮带秤的主要部件之一，其作用是负责测量皮带输送机的皮带的运行速度，常见的有光电式测速传感器、磁电式测速传感器、齿轮测速传感器、增量式旋转编码器、接近开关等脉冲式测速传感器；上述脉冲式测速传感器输出的信号为脉冲式信号，脉冲式信号的缺点是传输距离短，当信号传输距离较长时，信号衰减失真变大，会导致测量信号的频率不稳定，直接影响皮带秤的称量精度。还有，没有达到ExibI Mb矿用本质安全型性能测试的传感器是不可以在煤矿井下危险场所使用，如果要在矿井危险场所使用，必须通过防爆检测且有防爆合格检测证书才可以使用。因此，一种矿用本安型数字式速度传感器就显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本技术为了解决现有脉冲式测速传感器信号传输距离较短且不符合矿用防爆要求的问题，提出了一种矿用本安型数字式速度传感器，目的是通过硬件改进或者对硬件模块和/或电路的组合连接进行改进从而能够得到符合矿井下防爆要求的数字式速度传感器。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种矿用本安型数字式速度传感器，包括信号采集单元和测速单元，所述测速单元采用防爆本安电路，所述信号采集单元包括测速齿盘、光电传感器，所述测速齿盘安装在光电传感器的U型槽中，测速齿盘转动使光电传感器输出方波信号；
[0005]所述测速单元包括处理单元、通讯单元、双重过压保护单元、电源单元，所述光电传感器的输出信号通过放大电路传输至处理单元，所述处理单元通过通讯单元将信号传输至外部通信设备，所述电源单元通过双重过压保护单元给通讯单元、处理单元、光电传感器供电。
[0006]所述光电传感器采用直射型传感器。
[0007]所述测速齿盘的直径为83mm，共有64个齿，齿宽为2mm，占空比为50%。
[0008]所述双重过压保护单元包括串联的两个过压保护电路，采用两个串联的开关管Q1和开关管Q2。
[0009]所述信号采集元件包括光电传感器U1，所述测速单元包括运放芯片U2、单片机U3、RS
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485收发器U4和电源稳压器U5；所述电源稳压器U5的IN电源输入端并接电容C6的一端与二极管D1的负极，所述电容C6的另一端与电源稳压器U5的GND接地端相连，所述二极管D1的正极与外部供电模块的C0端相连；
[0010]所述电源稳压器U5的OUT输出端并接电容C5的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一
端、电阻R3的一端、电阻R4的一端、运放芯片U2的电源正端、单片机U3的VCC电源端、电容C3的一端、电容C4的一端、RS
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485收发器U4的VCC电源端、电容C8的一端后与检测芯片J1的电源端相连，所述电容C5的另一端与电容C8的另一端均接地；所述运放芯片U2的同相输入端并接电阻R4的另一端、电阻R6的一端后与电阻R7的一端相连，运放芯片U2的反相输入端并接电阻R3的另一端、电阻R5的一端后与电容C7的一端相连，运放芯片U2的电源负端并接电阻R7的另一端、电阻R6的另一端、电阻R5的另一端后与光电传感器U1的输出端相连，所述电容C7的另一端并接电阻R2的另一端后与光电传感器U1的集电极相连，所述电阻R1的另一端与光电传感器U1的正极相连，所述运放芯片U2的信号输出端与单片机U3的模拟信号输入端ADC相连；
[0011]所述单片机U3的XTAL1内部时钟电路反相放大器输入端并接电容C1的一端后与晶体振荡器X1的一端相连，所述单片机U3的XTAL2内部时钟电路反相放大器输出端并接所述晶体振荡器X1的另一端后与电容C2的一端相连，所述电容C1的另一端与电容C2的另一端均接地，所述单片机U3的GND接地端并接电容C3的另一端、电容C4的另一端后接地；
[0012]所述RS
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485收发器U4的DE发送器输出使能端并接RS
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485收发器U4的RE发送器输出使能端后与单片机U3的INT唤醒端相连，所述RS
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485收发器U4的D发送器输入端并接单片机U3的TXD串口数据发送端后与检测芯片J1的数据发送端相连，所述RS
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485收发器U4的R发送器输出端并接单片机U3的RXD串口数据输出端后与检测芯片J1的数据接收端相连，所述RS
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485收发器U4的GND接地端、检测芯片J1的接地端均接地；所述RS
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485收发器U4的A同相接收器输入端与外部通信模块的A0端相连，所述RS
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485收发器U4的B反相接收器输入端与外部通信电路的B0端相连。
[0013]本技术相对于现有技术具备的有益效果为：本技术提供的矿用本安型数字式速度传感器采用RS485通讯模块进行数据传输，具有测速精确、抗干扰能力强、可远距离传输的优点；同时本技术采用防爆本安电路设计，达到ExibI Mb矿用本质安全型要求，可以在煤矿井下危险场所使用。
附图说明
[0014]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0015]图1为本技术的电路结构示意图；
[0016]图2为本技术测速齿盘的结构示意图；
[0017]图3为本技术采用的光电传感器的结构示意图；
[0018]图4为本技术的电路原理图；
[0019]图5为本技术双重过压保护单元的电路原理图。
具体实施方式
[0020]本技术提供了一种矿用本安型测速传感器，如图1所示，包括：测速齿盘、光电传感器、处理单元、通讯单元、双重过压保护单元、电源单元。测速齿盘旋转，光电传感器输出方波信号，信号送至处理单元，处理单元的核心元件是单片机U1，单片机U1对方波信号进行频率计算及通讯处理。通讯单元是RS
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485收发器，负责与二次仪表进行通讯。双重过压保护单元是为了达到本安设计要求，达到在煤矿井下危险场所使用的要求，设计了双重过压
保护电路，电源过压时会切断电源供电，不会产生火花引起瓦斯爆炸。电源单元是稳压电路，输入电压为12V，经过稳压器U3输出5V，给其它电路单元提供电压。处理单元还包括加密模块。
[0021]其中测速齿盘，如图2所示，测速齿盘直径为83mm，共64齿，齿宽为2mm，占空比为50%。光电传感器如图3所示，光电传感器为直射型传感器，测速齿盘安装在光电传感器的U型槽中，测速齿盘转动，光电传感器输出方波信号。
[0022]本技术的双重过压保护单元介绍的电路原理图如图4所示，为了调高保护可靠性，采用双重过压保护，二个过压保护电路串联连接，开关管Q1与开关管Q2是串联连接，当输入电压大于6V时，开关管Q1与开关管Q2断开输出，任意一路开关管断路，输出电压为0V，从而达到电压保护的作用，该电路达到了本安型电路的要求。当输入电压小于6V时，开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用本安型数字式速度传感器，其特征在于：包括信号采集单元和测速单元，所述测速单元采用防爆本安电路，所述信号采集单元包括测速齿盘、光电传感器，所述测速齿盘安装在光电传感器的U型槽中，测速齿盘转动使光电传感器输出方波信号；所述测速单元包括处理单元、通讯单元、双重过压保护单元、电源单元，所述光电传感器的输出信号通过放大电路传输至处理单元，所述处理单元通过通讯单元将信号传输至外部通信设备，所述电源单元通过双重过压保护单元给通讯单元、处理单元、光电传感器供电。2.根据权利要求1所述的一种矿用本安型数字式速度传感器，其特征在于：所述光电传感器采用直射型传感器。3.根据权利要求1所述的一种矿用本安型数字式速度传感器，其特征在于：所述测速齿盘的直径为83mm，共有64个齿，齿宽为2mm，占空比为50%。4.根据权利要求1所述的一种矿用本安型数字式速度传感器，其特征在于：所述双重过压保护单元包括串联的两个过压保护电路，采用两个串联的开关管Q1和开关管Q2。5.根据权利要求1所述的一种矿用本安型数字式速度传感器，其特征在于：所述信号采集元件包括光电传感器U1，所述测速单元包括运放芯片U2、单片机U3、RS
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485收发器U4和电源稳压器U5；所述电源稳压器U5的IN电源输入端并接电容C6的一端与二极管D1的负极，所述电容C6的另一端与电源稳压器U5的GND接地端相连，所述二极管D1的正极与外部供电模块的C0端相连；所述电源稳压器U5的OUT输出端并接电容C5的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R4的一端、运放芯片U2的电源正端、单片机U3的VCC电源端、电容C3的一端、电容C4的一端、RS
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485收发器U4的VCC电源端、电容C8的一端后与检测芯片J1的电源端相连，所述电容C5的另一端与电容C8的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向阳，李怡凡，
申请(专利权)人：山西力创自动化技术有限公司，
类型：新型
国别省市：