礦用數(shù)字式水位傳感器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-10 21:21
水位傳感器主要用于煤礦井下水倉(cāng)、管道等地方的水位測(cè)量。本文設(shè)計(jì)的礦用數(shù)字式水位傳感器是基于恒流源驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)水位的采集,該傳感器采用Cortex-M3的處理器,內(nèi)置24位ADC采集,且內(nèi)部參考電壓精度比較高,受環(huán)境溫漂影響小。水位傳感元件輸出電信號(hào)通過(guò)處理器ADC差分端進(jìn)行信號(hào)采集,數(shù)據(jù)分析處理,計(jì)算水位值,測(cè)試基本誤差在滿量程范圍內(nèi)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范±0.2 m的要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器精度高、穩(wěn)定可靠、抗干擾能力等特點(diǎn),適用于礦用水位的監(jiān)測(cè)。
【文章來(lái)源】:煤炭與化工. 2020,43(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:3 頁(yè)
【部分圖文】:
水位傳感器硬件結(jié)構(gòu)框
電源驅(qū)動(dòng)模塊主要由電源控制單元將外部電源供電進(jìn)行處理,將其分配兩部分,一是給處理器單元及其外圍電路供電,二是通過(guò)恒流源驅(qū)動(dòng)電路輸出恒流源給水位傳感元件供電。電源模塊電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。3.2 水位傳感元件模塊
水位傳感器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的方法,主要包括參數(shù)初始化、紅外遙控按鍵操作處理、水位傳感元件信號(hào)采集處理、RS485通信等,具體程序流程如圖3所示。礦用水位傳感器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MT825-1999,規(guī)定的測(cè)試范圍為0~10 m,精度要求為±0.2 m。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),用10臺(tái)樣機(jī),進(jìn)行實(shí)際測(cè)試,水位傳感器測(cè)量范圍內(nèi)(0~10 m),選取5個(gè)測(cè)量點(diǎn)(滿量程的0、25%、50%、75%、100%),讀取各點(diǎn)顯示值,進(jìn)行誤差實(shí)驗(yàn),每個(gè)深度點(diǎn)穩(wěn)定后再讀取顯示值,重復(fù)測(cè)定4次,取其后3次的算術(shù)平均值。10臺(tái)樣機(jī),每臺(tái)5個(gè)測(cè)量點(diǎn)的顯示值,實(shí)測(cè)的基本誤差比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定±0.2 m小,具體的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瓦斯抽放系統(tǒng)中CH4傳感器的研究[J]. 張海慶. 煤礦機(jī)械. 2018(10)
[2]一種新型恒流源驅(qū)動(dòng)電路及參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 袁義生,李懷谷,朱本玉,張育源. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2015(02)
[3]KJ402礦井監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦水位監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 蘇蓉昊. 科技信息. 2013(23)
[4]單片集成壓力傳感器及弱信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)[J]. 周旭華,徐世六,張正元. 微電子學(xué). 2011(05)
本文編號(hào):3581433
【文章來(lái)源】:煤炭與化工. 2020,43(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:3 頁(yè)
【部分圖文】:
水位傳感器硬件結(jié)構(gòu)框
電源驅(qū)動(dòng)模塊主要由電源控制單元將外部電源供電進(jìn)行處理,將其分配兩部分,一是給處理器單元及其外圍電路供電,二是通過(guò)恒流源驅(qū)動(dòng)電路輸出恒流源給水位傳感元件供電。電源模塊電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。3.2 水位傳感元件模塊
水位傳感器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的方法,主要包括參數(shù)初始化、紅外遙控按鍵操作處理、水位傳感元件信號(hào)采集處理、RS485通信等,具體程序流程如圖3所示。礦用水位傳感器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MT825-1999,規(guī)定的測(cè)試范圍為0~10 m,精度要求為±0.2 m。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),用10臺(tái)樣機(jī),進(jìn)行實(shí)際測(cè)試,水位傳感器測(cè)量范圍內(nèi)(0~10 m),選取5個(gè)測(cè)量點(diǎn)(滿量程的0、25%、50%、75%、100%),讀取各點(diǎn)顯示值,進(jìn)行誤差實(shí)驗(yàn),每個(gè)深度點(diǎn)穩(wěn)定后再讀取顯示值,重復(fù)測(cè)定4次,取其后3次的算術(shù)平均值。10臺(tái)樣機(jī),每臺(tái)5個(gè)測(cè)量點(diǎn)的顯示值,實(shí)測(cè)的基本誤差比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定±0.2 m小,具體的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瓦斯抽放系統(tǒng)中CH4傳感器的研究[J]. 張海慶. 煤礦機(jī)械. 2018(10)
[2]一種新型恒流源驅(qū)動(dòng)電路及參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 袁義生,李懷谷,朱本玉,張育源. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2015(02)
[3]KJ402礦井監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦水位監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 蘇蓉昊. 科技信息. 2013(23)
[4]單片集成壓力傳感器及弱信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)[J]. 周旭華,徐世六,張正元. 微電子學(xué). 2011(05)
本文編號(hào):3581433
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