GFW5煤矿用风速传感器.

执行标准号:Q/YFB020-2007GFW15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“ExibⅠ”。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:≤98%(25℃;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:276mm×166mm×77mm;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/s~15m/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Ui:18.5VDC;Ii:80mA,Ci:0.2μF;Li: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(Red=200~5*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:f=StV/d式中:f---旋涡频率St—常数(斯特拉哈尔系数范围为0.21V---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23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