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微差压变送器参数测量中的应用

主通风机是矿井的重要设备之一,它负责向井下输送足够量的新鲜空气,稀释有害气体的浓度,带走飞扬的煤尘,确保安全、可靠、良好为在地下工作的工人提供质量。工况、井下风量的大小与作业环境密切相关,因此通风机的风量是矿井通风最重要的参数之一。
现在很多矿山仍然采用传统的方法通过读取U形管内的液压差来判断井下风量来监测井下风量[]。西安科技大学开发的基于USB总线结构的便携式呼吸机性能测试分析虚拟仪器,采用测量风速或动压来测量风量[2]。传统方法的测量精度受人为因素影响较大,无法连续测量。 Liman 等人开发的测量方法。可以自动测量风量,但测量元件和测量方法复杂且成本高。本文采用差压变送器作为收集元件,通过自制的压力装置产生压力。计算机完成风量的采集和计算,完成风量的准确采集和连续记录,并完成相关预警,保证风量的准确性。对于监测,该方法测量方法简单,结果准确可靠,成本相对较低。广泛应用于矿井风量测量。
2 差压变送器的测量原理
差压变送器是一种电容式传感器,它以可变参数电容器为传感元件,将被测非电量变化转换为电容变化,再通过测量线转换为非电量测量装置进行电信号输出

硬件和软件设计
计算机测试系统硬件包括传感器、AD转换器、输入/输出接口电路计算机等[5]。负压测试采用多路共享AD转换方式,完成多个负压值的测量。硬件系统结构如图4所示。多个模拟信号通过传感器连接到采样1保持(S/H)设备,将待采集的信号发送到多路复用器。输入 1 输出 (I/O) 接口的最终数据转换会将数字量传输到主机。
差压变送器将传感器和采样/保持元件集成在一起,使用方便可靠。系统采用R8017数模转换模块,集成了模拟多路复用器和A/D转换组件——一个模块可同时采集8路模拟信号。 I/O连接设备选用RS-232/RS-485转换模块完成采集模块与计算机的数据连接。
系统采用MCGS组态软件结合VisualC++6.0和Office2007等软件进行设计,主要完成系统接口设计数据量的定义、设备组态通道的连接和调试输入信号的预处理。软件系统实现负压信号的精确采集和风量的精确计算,自动绘制系统数据曲线并生成数据报告。同时,软件系统还设置了报警功能,对用户的超限要求进行报警,保证足够的工作风量和气压。

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