GFW5煤矿用风速传感器.doc

执行标准号Q/YFB 020-2007 GFW15型煤矿用风速传感器使用说明书楠江集团有限公司 2007年 10月 V1.0版楠江集团有限公司产品使用说明书 GFW15型煤矿用风速传感器目录一概述 ....................................................................................................................................... - 1 - 二主要技术指标 ........................................................................................................................ - 1 - 三结构特征与工作原理 ............................................................................................................ - 1 - 2、工作原理 ............................................................................................................................... - 2 - 四安装与使用 ............................................................................................................................ - 3 - 五故障分析与排除 .................................................................................................................... - 4 - 六维护和修理 ............................................................................................................................ - 5 - 七注意事项 ................................................................................................................................ - 5 - 八运输与贮存 ............................................................................................................................ - 5 - 九质保期限 ................................................................................................................................ - 6 - 十附件 ....................................................................................................................................... - 6 - 附录关联设备及电缆 ............................................................................................................ - 7 - I 一概述 GFW15型煤矿用风速传感器以下简称传感器 , 用于煤矿井下各种主要的测风巷道及风口, 主扇风机井口等处的风速检测, 以确保煤矿的安全生产; 传感器为本质安全型, 是一种智能型的检测仪表,使用方便,能与各种煤矿安全监测系统配套使用。该传感器实现了全数字化设计。风速探头选用稳定性良好的超声波元件, 超声波被风速调制解调后经波形整形电路处理后输出与风速对应的频率信号,再送给单片机电路进行运算处理,然后输出对应的频率信号、并进行风速值的就地显示。单片机将程序存储器、数据存储器、微处理器以及输入输出接口融为一体, 性能好,可靠性高。 1、防爆型式本产品防爆型式为矿用本质安全型,防爆标志为 “Exib Ⅰ ” 。 2、使用环境条件 2.1 传感器在下列环境条件中应能正常工作 a 环境温度0℃40℃; b 相对湿度≤ 9825℃ ; c 大气压力80kPa 110kPa 。 2.2 贮存温度-40℃60℃。 3、型号 4、外形尺寸及重量 a 外形尺寸276mm166mm77mm ; b 质量不大于 2kg 。二主要技术指标 1、传感器的测量范围为 0.4m/s15m/s。 2、传感器分辨率为 0.1m/s。 3、基本误差不超过 0.3m/s。 4、在 0℃40℃范围内,风速敏感元件超声波的工作频率波动量应不大于 3kHz 。 5、本安参数 U i 18.5V DC; I i 80mA , C i 0.2μF; L i 0mH 。三结构特征与工作原理测量范围, m/s 超声波旋涡式风速传感器 1、结构特征该传感器采用本质安全型结构,安装、使用、调整都十分方便。外壳采用高强度的优质不锈钢材料, 具有美观、防护好、不易生锈、不易损坏等优点,在煤矿井下使用时能确保传感器长期可靠工作。现场使用时,调整很方便,所有的操作都可以通过红外遥控器进行调整,正确接线后将传感器悬挂固定好即可。外壳上有透明窗可观察风速数值的大小。传感器外形结构图见图 1。图 1 传感器外形示意图 2、工作原理根据卡曼涡街理论图二 ,在无限界流场中垂直插入一根无限长的非线性阻力体时阻力体称旋涡发生体 ,则在一定的雷诺数范围内 Red2005*10000,阻力体下游会产生两排交替的、内旋的旋涡列,而其旋涡率正比于流速,公式表示 fSt V/d 式中 f---旋涡频率 St 常数斯特拉哈尔系数范围为 0.21 V---风速 d---旋涡发生体线径因此,只要测量出 f ,就可以知道风速 V ,这样测量的风速就归结为测量旋涡频率,而超声波风速传感器就是利用超声波被旋涡调制的原理来测定旋涡频率的。图三中, A 、 B 为一对性能相同或相近的超声波声头, A 为发射声头, B 为接收声头, C 为旋涡发生体, A 发射一束连续等幅的超声波,超声波穿过空气到达对面被接收,当没有旋涡通过超声波束时, B 接收到连续等幅的超声波信号。当旋涡与超声波相碰时,因旋涡运动产生的内部压力梯度,使通过的旋涡的声能被折射和反射,结果 B 接收到的超声波束幅度就减小,在旋涡流过超声波束后,而下一个旋涡未到达之前, 超声波立即恢复原状, B 就收到原来幅值的超声波束。因此,只要有一个旋涡通过超声波束, 超声波就被调制一次。通过旋涡有多少个,超声波就被调制多少次,所以超声波束的调制频率就是我们要测量的旋涡频率 f 。测量的频率信号 f 由 89C52单片机进行平均值、瞬时值、统一化、非线性补偿、修正等计算处理后送四位 LED 数字显示电路,同时输出频率 200-1000Hz 的方波信号供煤矿监测系统使用。四安装与使用 1、接线本传感器的电源和信号采用三线制, 航空插头的 1号线棕色线接本安电源的正电源, 航空插头的 2号线黑色线接本安电源的负电源, 航空插头的 3号线兰色线为对应风速的信号输出线, 航空插头的 4号线白色线暂时不用。把传感器的电源输入和传感器的信号输出分别接入分站的电源端和信号输入端, 用户使用时只要把传感器的电缆与系统的电源联上即可。 2、安装实际使用前,一般可进行简单测试。本机出厂时已设置好参数,接线完成后,即可通电。在无风状态, 风速显示为零,然后对准探头进风口吹风,本机即刻显示一定风速。安装时,把传感器牢固地安装在测量位置,不能晃动,注意探头进风方向,有三角柱体侧为进风口。接入电源及输出线,即传感器电缆。见风速传感器安装示意图。 3、使用操作本机出厂时设置为显示风速, 一般情况下用户不需任何操作既可使用, 本机显示传感器探头测点风速。在使用中,用户如需调整修改参数,必须先仔细阅读本说明书,方可调整。通电后, 本机即开始工作, 几秒钟后显示测量的风速值, 单位 m/s。若风速值显示与实际风速不一致时, 可以进行如下的调整 3.1 低段风速零点调整按遥控器的功能键 D 见遥控器外形及按键示意图 , 使传感器显示 1XX.X数码管最高位的 1表示低段风速零点指令代码 , XX.X表示预置的风速零点差值 , 基数为 60,即对应于 -2m/s的风速 , 然后按实际情况按遥控器的增加键 A 或减少键 C 减少或增加零点, 接着按遥控器的确认键 G , 则已经调整好风速传感器的低段风速零点一般来说 5m/s的风速以下为低段风速, 5m/s的风速以上为高段风速。楠江集团有限公司产品使用说明书 GFW15 型煤矿用风速传感器煤矿用风速传感器安装示意图 3.2 低段风速灵敏度的调整按遥控器的功能键 D，使传感器显示 2XX.X数码管最高位的 2 表示低段风速灵敏度指令代码, XX.X 表示预置的风速灵敏度系数，基数为 33，然后按实际情况按遥控器的增加键 A 或减少键 C 增加或减少灵敏度，接着按遥控器的确认键 G，则已经调整好风速传感器的低段风速灵敏度。 3.3 高段风速零点调整按遥控器的功能键 D （见遥控器外形及按键示意图）使传感器显示 3XX.X数，码管最高位的 3 表示高段风速零点指令代码, XX.X 表示预置的风速零点差值，基数为 60，即对应于-2m/s 的风速，然后按实际情况按遥控器的增加键 A 或减少键 C 减少或增加零点，接着按遥控器的确认键 G，则已经调整好风速传感器的高段风速零点。 3.4 高段风速灵敏度的调整按遥控器的功能键 D（见遥控器外形及按键示意图），使传感器显示 4XX.X数码管最高位的 4 表示高段风速灵敏度指令代码, XX.X 表示预置的风速灵敏度系数，基数为 33，然后按实际情况按遥控器的增加键 A 或减少键 C 增加或减少灵敏度，接着按遥控器的确认键 G，则已经调整好风速传感器的高段风速灵敏度。遥控器的返回键 F 表示传感器在以上 4 种调整状态下，只要按下返回键 F，则传感器都返回到正常的风速检测状态。五故障分析与排除正常工作时，传感器上的窗口有风速值显示。维护人员应定期检查各点传感器固定是否牢固、工作是否正常、走线是否合理等。 -4- 楠江集团有限公司产品使用说明书 GFW15 型煤矿用风速传感器可能出现的故障及排除方法序号 1 故障现象传感器不工作传感器显示的数值小于实际数值原因排除方法检查进入传感器的电源及接线是否正确 A. 调整低段风速零点 B．调整低段风速灵敏度 C．调整高段风速零点 D．调整高段风速灵敏度 B. 调整低段风速零点 B．调整低段风速灵敏度 C．调整高段风速零点 D．调整高段风速灵敏度 A. 排除线路的短路 B. 排除线路开路 C. 检查线路 A. 传输电缆的线径太小更换电缆 B. 调整传输距离无输入电源或电源接线错误 A. 低段风速零点过低 B．低段风速灵敏度过低 C．高段风速零点过低 D．高段风速灵敏度过低 B. 低段风速零点过大 B．低段风速灵敏度过高 C．高段风速零点过大 D．高段风速灵敏度过高 2 3 传感器显示的数值大于实际数值 4 传感器显示正常， A. 信号线与电源地线短路但无信号输出 B. 信号线开路 C. 电路故障 5 分站接收不到信号或参数超差 A. 传输阻抗太大 B. 传输距离太远六维护和修理 1、各矿应指定专门维护人员使用、维护本产品。 2、产品出现故障后，应根据电路原理分析、判断，将故障范围逐渐缩小。认为判断基本无误后，才能修理。不要带电焊接和带电插拨电路板、焊接时防止电烙铁漏电。 3、当发现电路故障，必须更换元件时，首先应切断电源并按原来规格的元件进行更换，不要擅自改变电路的参数和引线，尤其是不要改变本安型电路的参数和引线，以免影响本安性能。 4、传感器放置一年以上再使用或连续使用半年以上，应进行一次全面的调校，否则将影响精度。 5、使用过程中应定期（二周一次）清除探头表面的积尘，以免影响测量精度。探头与仪表有配套关系不可互换。 6、本传感器出现故障可通过厂家进行维修。传感器连续使用二年后，应送具备检验资格的单位或厂家复校标定。七注意事项 1、在检修时，不得随意更改产品及关联设备的元器件型号，规格及参数。 2、产品只能与说明书中规定的设备配接使用，与其他设备配接时，须经防爆检验。八运输与贮存 -5- 楠江集团有限公司产品使用说明书 GFW15 型煤矿用风速传感器 1、产品在搬运中避免剧烈震动和冲击，产品在运输途中应避免雨、雪直接淋袭。 2、产品不使用时，应存放在温度为-20℃～50℃，相对湿度小于 80，通风良好，无腐蚀气体的库房中。长期不使用者，应很好包装存放。九质保期限在用户遵守运输、保管、安装、使用规则条件下，不超过发货日期一年内，传感器因质量不良而发生损坏或不能正常工作，制造厂负责为用户更换零件、重新调试或更换整机。十附件 1、说明书一份。 2、产品合格证书一份。 3、防爆检验合格证一份。 -6- 楠江集团有限公司产品使用说明书 GFW15 型煤矿用风速传感器附录关联设备及电缆 A.1 KJF47A 型监控站 a b c d 矿用隔爆兼本质安全型；安全标志编号20035185；防爆合格证号1032534G；生产单位楠江集团有限公司。电缆型号MHYVRP 1 7/0.43； 4 安标证号20044169-2006；检验合格证号06261；参数分布电阻≤12.8Ω/km，分布电容≤0.06μF/km，分布电感≤0.8mH/km；电缆长度≤2km；生产单位扬州苏能电缆有限公司。 A.2 电缆 a b c d e f 生产单位楠江集团有限公司地址浙江省永嘉县瓯北镇三桥工业园区电话0577-67372878 传真0577-67372879 邮编325102 E-mail Http// -7-