近年来,随着计算机和自动控制技术的发展,采煤技术设备的自动化也日趋成熟,液压支架的电液控制技术也随之发展起来。与手动操作相比,电液控制系统具有许多无可比拟的优越性,比如移架速度快,能够高效地与采煤设备相配合,从而大幅度提高生产作业效率;可以实现自动化作业,降低工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,从而减少工作面的操作人员;可以解决特殊地质条件和困难生产条件下的生产工艺问题,有利于保障人身安全等等,液压支架电液控制系统不但可以自动控制液压支架的动作,而且可以实现邻架或远程控制液压支架,从而为实现井下无人工作面提供了可能。正是这些突出的优点,在国家煤矿安全生产形势的迫切需要下,目前越来越多的液压支架生产厂家开始加大电液控制系统的投入力度。
液压支架电液控制系统是具有单片机、传感器等电子装置和液压回路控制部件,可以根据生产需要而控制液压支架自动动作的系统。其中传感器部分主要是压力传感器和倾角传感器。
压力传感器用于检测液压支架前、后支柱及前伸梁的压力值;倾角传感器用于检测液压支架水平面X轴和Y轴的倾斜角度值。常用液压支架电液控制系统对压力和倾角传感器的一般要求为:
压力测量范围:0~60 MPa,2倍以上过压能力;
倾角测量范围:±30°,双轴;
检测精度:±1%;
此外,系统还要求传感器具有较小的温度误差以及良好的频率特性,较快的响应速度,以便准确地测出压力的变化状态,实现对液压支架的准确控制。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-PT2000压力变送器和CS-PS3000系列压力传感器是专门针对液压支架检测而设计的,具有稳定性好,精度和可靠性高等特点,而且结构巧妙,便于快速拆装。产品通过了本安认证、隔爆认证和CE认证,广泛应用于煤矿机械行业。
CS-PT2000压力变送器主要技术参数如下表:
常 规 数 值 备 注
压力量程 60MPa 1MPa≈145PSI
过载压力 2倍额定压力
破坏压力 4倍额定压力
精 度 ±0.5%F.S
稳 定 性 典型值0.25%F.S, *大值:0.4%F.S
使用温度 -40℃~+85℃
补偿温度 -10℃~+70℃
介质兼容性 与1Cr18Ni9Ti兼容的所有腐蚀性介质
电器性能 二线制 三线制
输出信号 4~20mA 0~5V 0~10V
供电电源 10~30Vdc 10~30Vdc/ac 12~30Vdc/ac Vdc/ac意为交直流两用
负载电阻 (U-5)/0.02(Ω) >100kΩ
绝 缘 >100M Ω,500V
电器连接 接插件DIN43650,外壳防护IP65 俗称赫斯曼插头
航空插头GX16-7,外壳防护IP45 俗称快接插头
防水出线(五级防水密封),外壳防护IP68
压力接口 KJ10,G1/2,NPT1/2
响应时间 10ms
压力形式 表压G,密封表压S
认证项目 本质安全型E、隔爆型D、欧盟电器安全标准CE
电磁兼容性 电磁放射:EN50081-1/-2;电磁灵敏度:EN50082-2
外形尺寸
针对顾客不同的需求,中星公司还专门研制了经济型的CS-PS3000系列压力传感器,主要技术指标如下:
量 程:60MPa ;
输入阻抗:350Ω,4 个350Ω桥接 ;
灵 敏 度:1.0—1.2mV/V ;
精 度:0.5% ;
零 点:≤80μV ;
温度零点:≤0.2/10℃ ;
工作电压:≤15V DC ;
使用温度:-40℃~+85℃;
引线长度:350mm ;
红 线:电源“+”TJC3-4-1 ;
蓝 线:电源“-” TJC3-4-4 ;
黄 线:信号“+” TJC3-4-3 ;
绿 线:信号“-” TJC3-4-2 ;
外形尺寸:与CS-PT2000相同。
西安中星测控有限公司自主研制的CS-2TAS-02型双轴倾角计是基于MEMS技术的传感器,用于测量物体相对于水平面的倾斜度。两个敏感轴分别感受俯仰角和滚转角的变化。产品具有分辨率高、体积小、成本低、可靠性高等特点,还具有良好的防水、防潮和防尘能力,适合平台水平测量、精密倾角测量、机械设备水平测量和实验室仪器调平等应用,目前广泛应用于矿山机械、煤炭机械行业中的采煤机、液压支架等设备。主要技术指标如下:
输入电压(VDC) 5±0.25
输入电流(mA) <40
测量范围(°) ±45(可选±20、±40、±60、±75)
精度(°) 0.2(在25℃温度下,±20°测量范围内)
分辨率(°) 0.05
带宽(Hz) 10
非线性(﹪FS) 0.3
零偏温漂(°/℃) 0.01
启动时间(S) <0.5
接口类型 RS-485
数据输出格式 16位二进制补码
工作温度(℃) -40~+70
重量(g) 50
外形尺寸
风速传感器是可连续监测上述地点的风速、风量(风量=风速x横截面积)大小,能够对所处巷道的风速风量进行实时显示,是矿井通风安全参数测量的重要仪表。其传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架组成。
原理
超声波涡接测量原理
超声波风速传感器是利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度,会和风向上的气流速度叠加。
若超声波的传播方向与风向相同,它的速度会加快;反之,若超声波的传播方向若与风向相反,它的速度会变慢。因此,在固定的检测条件下,超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。
通过计算即可得到精确的风速和风向。
由于声波在空气中传播时,它的速度受温度的影响很大;本风速仪检测两个通道上的两个相反方向,因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
通过压差变化原理
在流动方向上设置一个固定的障碍物(孔板、喷嘴等),这样根据流速不同便会产生一个压差。通过测量压差,可以转换成流速的测量。
热量转移原理
根据卡曼涡街理论,在无限界流场中垂直插入一根无限长的非线性阻力体(即旋涡发生体C,风速传感器的探头横杆),当风流流经旋涡发生体C时,在漩涡发生体边缘下游侧会产生两排交替的、内旋的旋涡列(即气流旋涡),而旋涡的产生频率f正比于流速V,用公式表示如下:
f=St V/d;
因此超声波风速传感器就是利用超声波旋涡调制的原理来测定旋涡频率的 。
主要适用于煤矿井下具有瓦斯爆炸危险的各矿井通风总回风巷、风口、井下主要测风站、扇风机井口、掘进工作面、采煤工作面等处,以及相应的矿产企业。
【导读】1.选择测量范围和测量重量、温度一样,选择湿度首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。在当今
1.选择测量范围
和测量重量、温度一样,选择湿度首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。在当今的信息时代,传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。测量的目的在于控制,测量范围与控制范围合称使用范围。当然,对不需要搞测控系统的应用者来说,直接选择通用型湿度仪就可以了。下面列举一些应用领域对湿度传感器使用温度、湿度的不同要求,供使用者参考(见表1)。用户根据需要向传感器生产厂提出测量范围,生产厂优先保证用户在使用范围内传感器的性能稳定一致,求得合理的性能价格比,对双方来讲是一件相得益彰的事情。
2、选择测量精度
和测量范围一样,测量精度同是传感器重要的指标。每提高—个百分点.对传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元,而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元,相差近百倍。所以使用者一定要量体裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。
生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。如中、低温段(0一80%RH)为±2%RH,而高湿段(80—100%RH)为±4%RH。而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。如在不同温度下使用湿度传感器.其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温,则提出过高的测湿精度是不合适的。因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话,奢谈测湿精度将失去实际意义。 所以控湿首先要控好温,这就是大量应用的往往是温湿度—体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。
多数情况下,如果没有精确的控温手段,或者被测空间是非密封的,±5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间,或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合,再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。与此相对应的温度传感器.其测温精度须足±0.3℃以上,起码是±0.5℃的。而精度高于±2%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到,更何况传感器自身了。国家标准物质研究中心湿度室的文章认为:“相对湿度测量仪表,即使在20—25℃下,要达到2%RH的准确度仍是很困难的。”
3、考虑时漂和温漂
几乎所有的传感器都存在时漂和温漂。由于湿度传感器必须和大气中的水汽相接触,所以不能密封。这就决定了它的稳定性和寿命是有限的。一般情况下,生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年,到期负责重新标定。请使用者在选择传感器时考虑好日后重新标定的渠道,不要贪图便宜而忽略了售后服务问题。
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