專利名稱：數(shù)字式礦用軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于采礦業(yè)的流體測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種礦用軸流風(fēng) 機(jī)的風(fēng)量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
礦井主通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要有運(yùn)行風(fēng)量、靜壓、電參數(shù)等常規(guī)的參數(shù) 測(cè)定。風(fēng)量及風(fēng)速的測(cè)試方法主要有機(jī)械法、壓差法、熱線法等，目前，礦用 風(fēng)機(jī)一般只采用單點(diǎn)測(cè)壓頭測(cè)量全壓和靜壓，然后計(jì)算測(cè)點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)量?，F(xiàn)有 技術(shù)存在如下不足(1)由于礦山粉塵特性和礦業(yè)風(fēng)機(jī)連續(xù)工作特性極易使測(cè) 壓頭堵塞，測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)確；(2)測(cè)壓頭只是單點(diǎn)測(cè)壓，不能全面反應(yīng)測(cè)壓斷 面的壓力情況，壓力誤差大；(3)測(cè)壓頭的壓力讀數(shù)需人工計(jì)算才能得出風(fēng)量 值，不簡(jiǎn)便；(4)不能直接實(shí)時(shí)顯示風(fēng)機(jī)風(fēng)量。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種通過(guò)改進(jìn) 測(cè)量手段來(lái)獲得準(zhǔn)確的壓力數(shù)據(jù)，利用穩(wěn)定可靠的模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)礦用 軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量的可視化測(cè)量，從而達(dá)到實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄的數(shù)字式礦用 軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的該裝置包括位于風(fēng) 道與軸流風(fēng)機(jī)段之間的軸流風(fēng)機(jī)集流器，在軸流風(fēng)機(jī)集流器的左右兩端殼體外 分別設(shè)有靜壓環(huán)，兩個(gè)靜壓環(huán)為內(nèi)空結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)徑分別大于軸流風(fēng)機(jī)集流器 的左右兩端殼體外徑，若干個(gè)徑向焊接的短支管相對(duì)應(yīng)地均布于靜壓環(huán)的內(nèi)圓
周及軸流風(fēng)機(jī)集流器的殼體圓周上，且相對(duì)應(yīng)的短支管通過(guò)活接頭連接，使靜壓環(huán)內(nèi)部空間與軸流風(fēng)機(jī)集流器的風(fēng)道相聯(lián)通；兩個(gè)靜壓環(huán)的內(nèi)部空間通過(guò)短 管分別密封聯(lián)通到兩個(gè)壓差變送器上；兩個(gè)壓差變送器均與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連， 其中，壓差變送器還與一個(gè)由數(shù)字信號(hào)處理器控制的時(shí)鐘電路中的樣本時(shí)鐘電 路相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則與時(shí)鐘電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)鐘電路相連，其輸 出端連接到一個(gè)異步緩存器上；異步緩存器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連； 數(shù)字信號(hào)處理器又與單片機(jī)或個(gè)人電腦連接；單片機(jī)或個(gè)人電腦的輸出端則與 顯示模塊相連。本實(shí)用新型利用礦用軸流風(fēng)機(jī)本身的集流器，將傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)壓頭壓力差 測(cè)量法改變成集流器左右兩端的靜壓環(huán)壓力測(cè)量法，由于多個(gè)短支管布置的靜 壓環(huán)反映集流器左右兩端斷面上的壓力平均值，相比單點(diǎn)測(cè)壓頭測(cè)壓法更能較 全面反映通風(fēng)機(jī)的壓力數(shù)值，利用高精度的壓差變送器監(jiān)測(cè)集流器的壓力數(shù)值， 提高了壓力測(cè)量的準(zhǔn)確程度；而靜壓環(huán)與集流器的短支管通過(guò)活接頭連接，便 于經(jīng)常拆卸清理，避免了以往粉塵造成的測(cè)壓頭堵塞而引起的測(cè)量誤差問(wèn)題； 借助壓差變送器把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，與此同時(shí)，分離了壓力信號(hào)與 顯示儀器，也消除了以往測(cè)壓頭測(cè)量法時(shí)粉塵進(jìn)入U(xiǎn)型水柱計(jì)、改變了測(cè)壓液 體的比重而產(chǎn)生的測(cè)量誤差；利用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把來(lái)自壓差變送器的壓力模擬 電信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算模塊計(jì)算風(fēng)量，并通過(guò)顯示模塊顯示，實(shí) 現(xiàn)了壓力、風(fēng)量的數(shù)字顯示和為壓力信號(hào)的二次利用提供實(shí)時(shí)電信號(hào)。


圖1是本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A向剖視圖；圖3是本實(shí)用新型的電路連接框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。參見(jiàn)圖l，在位于主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)道8與軸流風(fēng)機(jī)段6、擴(kuò)散器7之間的是軸 流風(fēng)機(jī)集流器l，在軸流風(fēng)機(jī)集流器1的左右兩端殼體外分別設(shè)有靜壓環(huán)2;如 圖2所示，靜壓環(huán)2為內(nèi)空結(jié)構(gòu)，可由合理尺寸的不銹鋼管彎制而成，且其內(nèi) 徑大于軸流風(fēng)機(jī)集流器1的殼體外徑，若干個(gè)徑向的短支管9和短支管10相對(duì) 應(yīng)地均布于靜壓環(huán)2的內(nèi)圓周及軸流風(fēng)機(jī)集流器1的殼體圓周上，且相對(duì)應(yīng)的 短支管9和短支管10通過(guò)活接頭11連接，使靜壓環(huán)內(nèi)部空間與軸流風(fēng)機(jī)集流 器的風(fēng)道相聯(lián)通；靜壓環(huán)2的內(nèi)部空間通過(guò)短管密封聯(lián)通到壓差變送器3上。兩個(gè)壓差變送器的輸出端均與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊4相連，其中，壓差變送器還 與一個(gè)由數(shù)字信號(hào)處理器控制的時(shí)鐘電路中的樣本時(shí)鐘電路相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則與時(shí)鐘電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)鐘電路相連，其輸出端連接到一個(gè)異步 緩存器上；異步緩存器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連；數(shù)字信號(hào)處理器又與 單片機(jī)或個(gè)人電腦連接；單片機(jī)或個(gè)人電腦的輸出端則與顯示模塊5相連。參見(jiàn)圖3，由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)控制的時(shí)鐘響應(yīng)電路提供出兩路時(shí)鐘 信號(hào)，即樣本時(shí)鐘和模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)鐘(ADC)，由樣本時(shí)鐘和壓差變送器組 合的模塊，可調(diào)節(jié)時(shí)間間隔地獲取集流器兩端靜壓環(huán)上的壓力信號(hào)，并將其轉(zhuǎn) 換成模擬信號(hào)，利用由ADC采樣時(shí)鐘控制的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD)，把輸出的模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，DSP是整個(gè)硬件系統(tǒng)的信號(hào)處理中心，將通過(guò)異步先入先出 方式緩存(FIFO)的數(shù)據(jù)加以處理，.并將結(jié)果傳給單片機(jī)或個(gè)人電腦(PC)。單 片微型計(jì)算機(jī)(MCU)或PC主要充當(dāng)人機(jī)界面的角色，接受外部鍵盤的輸入， 將DSP傳輸過(guò)來(lái)的結(jié)果用數(shù)據(jù)和圖文的形式在液晶顯示器上顯示出來(lái)。DSP芯片 數(shù)據(jù)處理能力非常強(qiáng)大，但是其輸入輸出(I/O)功能要求有限，因此，采用MC 作為人機(jī)接口，構(gòu)成雙CPU (MCU和DSP)系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，如果選取直徑為D的不銹鋼管彎制成靜壓環(huán)，則靜壓環(huán)的 內(nèi)側(cè)半徑大于集流器左右兩端測(cè)壓位置的半徑20cm左右；在靜壓環(huán)內(nèi)側(cè)均勻鉆 孔并焊接8 16個(gè)直徑為0. 25D、長(zhǎng)為10cm左右的連通短支管；在集流器左右 兩端測(cè)壓位置的殼體上也鉆與靜壓環(huán)對(duì)應(yīng)的8 16個(gè)直徑0. 25D的小孔，每個(gè) 孔上同時(shí)焊接直徑為0.25D、長(zhǎng)為10cm的短支管；集流器與靜壓環(huán)上的短支管 端頭攻有外螺紋，短支管間用活接頭密封連接，活接頭攻有連接短支管的內(nèi)螺 紋，必要時(shí)可拆下活接頭清理短支管；集流器前后的兩個(gè)靜壓環(huán)上端各悍接一 短管，分別與壓差變送器密封連接。、由于靜壓環(huán)上端的接口連接與壓差變送器相通的管，便把靜壓環(huán)在集流器 左端入口、右端出口測(cè)量得出的二點(diǎn)的靜壓值，傳輸給了壓差變送器；壓差變送器把來(lái)自靜壓環(huán)的壓力差信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，高精度高頻度地輸送給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把來(lái)自壓差變送器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成顯示裝置可識(shí)別 的數(shù)字點(diǎn)信號(hào)，不失真的輸送給單片機(jī)，利用單片機(jī)及基于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)流體力 學(xué)理論的數(shù)值計(jì)算風(fēng)量，并把模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號(hào)顯示成相應(yīng)的可視數(shù)字， 同時(shí)記錄壓力風(fēng)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)礦用軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)量的實(shí)時(shí)測(cè)量、記錄和顯示。
權(quán)利要求1. 一種數(shù)字式礦用軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量裝置，它包括位于風(fēng)道(8)與軸流風(fēng)機(jī)段(6)之間的軸流風(fēng)機(jī)集流器(1)，其特征在于在軸流風(fēng)機(jī)集流器(1)的左右兩端殼體外分別設(shè)有靜壓環(huán)(2)，兩個(gè)靜壓環(huán)為內(nèi)空結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)徑分別大于軸流風(fēng)機(jī)集流器(1)的左右兩端殼體外徑，若干個(gè)徑向焊接的短支管(9)和短支管(10)相對(duì)應(yīng)地均布于靜壓環(huán)(2)的內(nèi)圓周及軸流風(fēng)機(jī)集流器(1)的殼體圓周上，且相對(duì)應(yīng)的短支管(9)和短支管(10)通過(guò)活接頭(11)連接，使靜壓環(huán)內(nèi)部空間與軸流風(fēng)機(jī)集流器的風(fēng)道相聯(lián)通；兩個(gè)靜壓環(huán)的內(nèi)部空間通過(guò)短管分別密封聯(lián)通到兩個(gè)壓差變送器(3)上；兩個(gè)壓差變送器的輸出端均與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(4)相連，其中，壓差變送器還與一個(gè)由數(shù)字信號(hào)處理器控制的時(shí)鐘電路中的樣本時(shí)鐘電路相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊則與時(shí)鐘電路中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)鐘電路相連，其輸出端連接到一個(gè)異步緩存器上；異步緩存器的輸出端與數(shù)字信號(hào)處理器相連；數(shù)字信號(hào)處理器又與單片機(jī)或個(gè)人電腦連接；單片機(jī)或個(gè)人電腦的輸出端則與顯示模塊(5)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式礦用軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量裝置，其特征在于 所述短支管(9)和短支管(10)的端頭攻有外螺紋，活接頭(11)攻有連接短 支管的內(nèi)螺紋。
專利摘要本實(shí)用新型屬于采礦業(yè)的流體測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種能獲得準(zhǔn)確的壓力數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)可視化測(cè)量的礦用軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量測(cè)量裝置。該裝置是在軸流風(fēng)機(jī)集流器的左右兩端殼體外分別設(shè)有靜壓環(huán)，若干個(gè)徑向焊接的短支管相對(duì)應(yīng)地均布于靜壓環(huán)的內(nèi)圓周及軸流風(fēng)機(jī)集流器的殼體圓周上，且相對(duì)應(yīng)的短支管通過(guò)活接頭連接；兩個(gè)靜壓環(huán)通過(guò)短管分別密封聯(lián)通到兩個(gè)壓差變送器上；兩個(gè)壓差變送器均與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器及時(shí)鐘電路與單片機(jī)或個(gè)人電腦連接。本實(shí)用新型消除了傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)壓頭壓力差測(cè)量法帶來(lái)的測(cè)量誤差，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量的可視化測(cè)量，并能實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄。
文檔編號(hào)G01F1/34GK201081741SQ20072006441
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者劉世光, 王海橋, 陳世強(qiáng), 黃俊杰, 黃俊歆 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)