便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，包括信號調(diào)理單元、數(shù)據(jù)采集傳輸單元和供電電源，信號調(diào)理單元包括電流信號調(diào)理電路模塊、電壓信號調(diào)理電路模塊和數(shù)字信號調(diào)理電路模塊，電流信號調(diào)理電路模塊由I/V變換電路和抗頻混濾波電路構(gòu)成，電壓信號調(diào)理電路模塊由前置放大電路和后置放大電路構(gòu)成；數(shù)據(jù)采集傳輸單元內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換電路模塊和脈沖計數(shù)器電路模塊，抗頻混濾波電路輸出端和后置放大電路輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊輸入端相接，數(shù)字信號調(diào)理電路模塊輸出端與脈沖計數(shù)器電路模塊輸入端相接。本實用新型集成度高，使用操作便捷，數(shù)據(jù)采集和傳輸精度高，能夠減小測試誤差，人工工作量小。
【專利說明】便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤礦機械設備性能測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦機械作為煤礦生產(chǎn)的主要設備，在煤炭生產(chǎn)中尤其是在綜合機械化采煤中起著十分重要的作用。煤炭生產(chǎn)由于受客觀自然條件的影響，機械設備工作條件惡劣，其故障與事故率遠遠高于其它工業(yè)設備。我國在《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦機電設備完好標準》、《中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準》及《安全技術(shù)檢測檢驗規(guī)范》中對各類煤礦機械設備技術(shù)要求和性能指標都做出了明確規(guī)定。近年來，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)快速增長，能源的需求量日益加大，同時事故隱患和安全風險也逐漸增加。為保證煤礦生產(chǎn)安全高效，各煤礦企業(yè)迫切需要科學的檢測方法和先進的檢測儀器，對在用機械設備進行準確有效地檢測與評價。但目前有效的檢測手段比較缺乏，傳統(tǒng)的一些檢測方法存在缺陷，致使煤礦在用機械設備存在安全隱患，直接危及礦工生命安全，制約了煤礦生產(chǎn)。
[0003]目前在我國，煤礦在用機械設備的安全檢測主要是以傳統(tǒng)的測量方法為主，采用各種不同的儀器對各個參數(shù)進行單獨測量，獲得孤立的數(shù)據(jù)，后續(xù)需經(jīng)過人工計算和整合。這樣不僅數(shù)據(jù)量小、測量精度低、工作量大，而且無法綜合評判煤礦在用機械設備的安全性能。針對所存在的問題，部分行業(yè)院校和單位開展了一些相應的研究，如河南省普泰安全科技有限公司研制了移動式設備安全檢測虛擬工作站，該系統(tǒng)可用于煤礦絞車、起重機、電梯等特種設備的安全檢測；哈爾濱工業(yè)大學利用虛擬儀器技術(shù)研制了提升機鋼絲繩張力檢測系統(tǒng)；徐州東方測控技術(shù)公司基于單片機研制了四種固定設備安全性能測試系統(tǒng)等。但目前大多數(shù)研究一方面主要為單個項目指標的測量，在各參量的測量中多為傳統(tǒng)的測試方法；另一方面采用的主機多為單片機系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析處理能力差。對于具有集成化功能的便攜式煤礦機械設備性能測試儀，國內(nèi)外尚無實用產(chǎn)品，各參量的測量尚無其它更有效實用的方法，而要制作能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦提升系統(tǒng)機械設備、煤礦通風系統(tǒng)機械設備、煤礦排水系統(tǒng)機械設備、煤礦壓風系統(tǒng)機械設備和煤礦運輸系統(tǒng)機械設備性能測試的通用性強的便攜式煤礦機械設備性能測試儀，由于需要采用多種傳感器進行各系統(tǒng)機械設備性能測試，因此其中的信號采集及傳輸裝置是關(guān)鍵，但是現(xiàn)有技術(shù)中還沒有結(jié)構(gòu)簡單、功能完備的應用于便攜式煤礦機械設備性能測試儀的信號采集及傳輸裝置。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，功能完備，使用操作便捷，數(shù)據(jù)采集和傳輸精度高，能夠減小測試誤差，人工工作量小，實用性強，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:包括信號調(diào)理單元和數(shù)據(jù)采集傳輸單元，以及為信號調(diào)理單元和數(shù)據(jù)采集傳輸單元供電的供電電源，所述信號調(diào)理單元包括用于對輸出電流信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理電路模塊、用于對輸出電壓信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電壓信號調(diào)理電路模塊和用于對輸出數(shù)字信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的數(shù)字信號調(diào)理電路模塊，所述電流信號調(diào)理電路模塊由依次相接的Ι/v變換電路和抗頻混濾波電路構(gòu)成，所述電壓信號調(diào)理電路模塊由依次相接的前置放大電路和后置放大電路構(gòu)成；所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換電路模塊和脈沖計數(shù)器電路模塊，所述抗頻混濾波電路的輸出端和后置放大電路的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的輸入端相接，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊的輸出端與脈沖計數(shù)器電路模塊的輸入端相接。
[0006]上述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述電流信號調(diào)理電路模塊的數(shù)量為十路，所述電壓信號調(diào)理電路模塊的數(shù)量為四路，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊的數(shù)量為兩路。
[0007]上述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述I/V變換電路由第一運算放大器芯片LM324，滑動變阻器VR1，電容C2，以及電阻Rl、R2、R3、R4、R5和Rf組成；所述第一運算放大器芯片LM324的引腳4和滑動變阻器VRl的一個固定端均與供電電源的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述滑動變阻器VRl的另一個固定端、電阻Rl的一端、電阻R4的一端和電容C2的一端均接地，所述滑動變阻器VRl的滑動端與電阻R3的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳2與電阻R3的另一端、電阻R4的另一端和電阻Rf的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R2的一端相接，所述電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端、電容C2的另一端相接且為I/V變換電路的電流信號輸入端1-1N，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳I通過電阻R5與電阻Rf的另一端相接且為所述I/V變換電路的電壓信號輸出端，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳11接地；所述抗頻混濾波電路由電阻R6和電容Cl組成，所述電阻R6的一端與所述I/V變換電路的電壓信號輸出端相接,所述電阻R6的另一端與電容Cl的一端相接且為所述抗頻混濾波電路的信號輸出端U-0UT1，所述電容Cl的另一端接地。
[0008]上述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述前置放大電路由第二運算放大器芯片LM324，以及電阻R9和RlO組成；所述第二運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R9的一端相接且為所述前置放大電路的電壓信號輸入端U-1N，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳4與供電電源的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳I和引腳2均與電阻RlO的一端相接且為所述前置放大電路的電壓信號輸出端，所述電阻R9的另一端、第二運算放大器芯片LM324的引腳11和電阻RlO的另一端均接地；所述后置放大電路由運算放大器芯片0P-07、電阻Rll和可變電阻VR2組成，所述運算放大器芯片0P-07的引腳3與所述前置放大電路的電壓信號輸出端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳2與電阻Rll的一端和可變電阻VR2的一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳4和電阻Rll的另一端均接地，所述運算放大器芯片0P-07的引腳6為所述后置放大電路的電壓信號輸出端U-0UT2且與可變電阻VR2的另一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳7與供電電源的+15V電壓輸出端VCC+15V相接。[0009]上述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊為由光電耦合器芯片0PT0IS02和非門74LS04，以及電阻R7和R8組成的光電隔離及濾波整形電路；所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳I與電阻R7的一端相接，所述電阻R7的另一端為所述光電隔離及濾波整形電路的數(shù)字信號輸入端D-1N，所述光電耦合器芯片OPTOIS02的引腳2和引腳3均接地，所述光電耦合器芯片OPTOIS02的引腳4與所述非門74LS04的引腳I相接且通過電阻R8與供電電源的+5V電壓輸出端VCC+5V相接；所述非門74LS04的引腳2為所述光電隔離及濾波整形電路的輸出端U-0UT3。
[0010]上述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元為NI公司M系列的數(shù)據(jù)采集卡NIUSB-6221。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0012]1、本實用新型采用了集成化、模塊化的設計，結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，接線方便。
[0013]2、本實用新型能夠外接輸出電流信號、電壓信號和數(shù)字信號的傳感器，能夠與外接傳感器一起構(gòu)成煤礦機械設備性能測試儀，用于對煤礦提升系統(tǒng)機械設備、煤礦通風系統(tǒng)機械設備、煤礦排水系統(tǒng)機械設備、煤礦壓風系統(tǒng)機械設備和煤礦運輸系統(tǒng)機械設備的性能進行測試，信號采集量大，信號傳輸速度快，集成度高，功能完備，使用操作便捷，人工工作量小。
[0014]3、本實用新型采用信號調(diào)理單元對外接傳感器輸出的信號進行調(diào)理后，再通過數(shù)據(jù)采集傳輸單元傳輸給外部計算機，能夠提高數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)木?，減小測試誤差。
[0015]4、本實用 新型數(shù)據(jù)采集傳輸單元采用了 NI公司M系列的數(shù)據(jù)采集卡NIUSB-6221，一次性能夠完成的數(shù)據(jù)采集量大，數(shù)據(jù)采集傳輸速率快，實時性能好。
[0016]5、本實用新型能夠用于制作能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦提升系統(tǒng)機械設備、煤礦通風系統(tǒng)機械設備、煤礦排水系統(tǒng)機械設備、煤礦壓風系統(tǒng)機械設備和煤礦運輸系統(tǒng)機械設備性能測試的通用性強的便攜式煤礦機械設備性能測試儀，實用性強，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，集成度高，功能完備，使用操作便捷，數(shù)據(jù)采集和傳輸精度高，能夠減小測試誤差，人工工作量小，實用性強，便于推廣使用。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型電流信號調(diào)理電路模塊的電路原理圖。
[0021]圖3為本實用新型電壓信號調(diào)理電路模塊的電路原理圖。
[0022]圖4為本實用新型數(shù)字信號調(diào)理電路模塊的電路原理圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]I一/[目號調(diào)理單兀；1-1 一電流/[目號調(diào)理電路模塊；
[0025]1-1 一電流信號調(diào)理電路模塊； 1-11 一I/V變換電路；
[0026]1-12一抗頻混濾波電路；1-2 —電壓/[目號調(diào)理電路模塊；
[0027]1-3—數(shù)字信號調(diào)理電路模塊； 1-21—前置放大電路；
[0028]1-22—后置放大電路；2—數(shù)據(jù)采集傳輸單元；
[0029]2-1—A/D轉(zhuǎn)換電路模塊；2-2—脈沖計數(shù)器電路模塊；[0030]3—供電電源。
【具體實施方式】
[0031]如圖1所示，本實用新型包括信號調(diào)理單元I和數(shù)據(jù)采集傳輸單元2，以及為信號調(diào)理單元I和數(shù)據(jù)采集傳輸單元2供電的供電電源3，所述信號調(diào)理單元I包括用于對輸出電流信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理電路模塊1-1、用于對輸出電壓信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電壓信號調(diào)理電路模塊1-2和用于對輸出數(shù)字信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3，所述電流信號調(diào)理電路模塊1-1由依次相接的ΙΛ變換電路1-11和抗頻混濾波電路1-12構(gòu)成，所述電壓信號調(diào)理電路模塊1-2由依次相接的前置放大電路1-21和后置放大電路1-22構(gòu)成；所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元2內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換電路模塊2-1和脈沖計數(shù)器電路模塊2-2，所述抗頻混濾波電路1-12的輸出端和后置放大電路1-22的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊2-1的輸入端相接，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3的輸出端與脈沖計數(shù)器電路模塊2-2的輸入端相接。
[0032]本實施例中，所述電流信號調(diào)理電路模塊1-1的數(shù)量為十路，所述電壓信號調(diào)理電路模塊1-2的數(shù)量為四路，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3的數(shù)量為兩路。
[0033]如圖2所示，本實施例中，所述I/V變換電路1-11由第一運算放大器芯片LM324，滑動變阻器VRl，電容C2，以及電阻Rl、R2、R3、R4、R5和Rf組成；所述第一運算放大器芯片LM324的引腳4和滑動變阻器VRl的一個固定端均與供電電源3的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述滑動變阻器VRl的另一個固定端、電阻Rl的一端、電阻R4的一端和電容C2的一端均接地，所述滑動變阻器VRl的滑動端與電阻R3的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳2與電阻R3的另一端、電阻R4的另一端和電阻Rf的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R2的一端相接，所述電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端、電容C2的另一端相接且為I/V變換電路1-11的電流信號輸入端1-1N，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳I通過電阻R5與電阻Rf的另一端相接且為所述I/V變換電路1-11的電壓信號輸出端，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳11接地；所述抗頻混濾波電路1-12由電阻R6和電容Cl組成，所述電阻R6的一端與所述I/V變換電路1_11的電壓信號輸出端相接，所述電阻R6的另一端與電容Cl的一端相接且為所述抗頻混濾波電路1-12的信號輸出端U-OUTl，所述電容Cl的另一端接地。其中，所述I/V變換電路1-11用于將4mA?20mA的電流信號變換為O?5V的電壓信號，通過調(diào)整滑動變阻器VRl，能夠使得電路誤差減??；所述抗頻混濾波電路1-12實質(zhì)為由電阻R6和電容Cl組成的RC低通濾波電路，僅允許30Hz以下頻率的信號通過，降低了外界高頻噪聲對信號的干擾。
[0034]如圖3所示，本實施例中，所述前置放大電路1-21由第二運算放大器芯片LM324，以及電阻R9和RlO組成；所述第二運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R9的一端相接且為所述前置放大電路1-21的電壓信號輸入端U-1N，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳4與供電電源3的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳I和引腳2均與電阻RlO的一端相接且為所述前置放大電路1-21的電壓信號輸出端，所述電阻R9的另一端、第二運算放大器芯片LM324的引腳11和電阻RlO的另一端均接地；所述后置放大電路1-22由運算放大器芯片0P-07、電阻Rll和可變電阻VR2組成，所述運算放大器芯片0P-07的引腳3與所述前置放大電路1-21的電壓信號輸出端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳2與電阻Rll的一端和可變電阻VR2的一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳4和電阻Rll的另一端均接地，所述運算放大器芯片0P-07的引腳6為所述后置放大電路1-22的電壓信號輸出端U-0UT2且與可變電阻VR2的另一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳7與供電電源3的+15V電壓輸出端VCC+15V相接。其中，所述前置放大電路1-21為電壓跟隨器電路，用于提高輸入阻抗，減小輸出阻抗，減少電路對信號的干擾；所述后置放大電路1-22為同相放大器電路，通過調(diào)整可變電阻VR2，能夠改變后置放大電路1-22的放大倍數(shù)，放大倍數(shù)為I?2倍。
[0035]如圖4所示，本實施例中，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3為由光電耦合器芯片OPTOIS02和非門74LS04，以及電阻R7和R8組成的光電隔離及濾波整形電路；所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳I與電阻R7的一端相接，所述電阻R7的另一端為所述光電隔離及濾波整形電路的數(shù)字信號輸入端D-1N，所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳2和引腳3均接地，所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳4與所述非門74LS04的引腳I相接且通過電阻R8與供電電源3的+5V電壓輸出端VCC+5V相接；所述非門74LS04的引腳2為所述光電隔離及濾波整形電路的輸出端U-0UT3。當輸入所述光電隔離及濾波整形電路的信號為高電平時，光電耦合器芯片0PT0IS02中的發(fā)光二極管發(fā)光，光電耦合器芯片0PT0IS02中的三極管導通，輸入到所述非門74LS04的引腳I的為低電平，所述非門74LS04的引腳2輸出為高電平；當輸入所述光電隔離及濾波整形電路的信號為低電平時，光電耦合器芯片OPTOIS02中的發(fā)光二極管不發(fā)光，光電耦合器芯片0PT0IS02中的三極管截止，輸入到所述非門74LS04的引腳I的為高電平，所述非門74LS04的引腳2輸出為低電平；由于外界干擾等造成信號的抖動不足以使光電耦合器芯片0PT0IS02中的發(fā)光二極管發(fā)光，因此該光電隔離及濾波整形電路能夠有效隔離干擾，使數(shù)字信號的高低電平準確平穩(wěn)易于處理。
[0036]本實施例中，所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元2為NI公司M系列的數(shù)據(jù)采集卡NIUSB-6221。
[0037]本實用新型使用時，根據(jù)所測設備選擇相應的外接傳感器，例如，當對煤礦提升系統(tǒng)機械設備性能進行測試時，選擇用于對端面跳動進行檢測的第一渦流傳感器、用于對閘瓦間隙進行檢測的第一位移傳感器、用于對提升電流進行檢測的電流傳感器、用于對提升系統(tǒng)制動機構(gòu)的制動力進行檢測的力傳感器、用于對提升系統(tǒng)制動機構(gòu)的油壓進行檢測的第一油壓傳感器、用于對提升系統(tǒng)制動機構(gòu)的溫度進行檢測的第一溫度傳感器和用于對提升速度進行檢測的第一光電轉(zhuǎn)速傳感器，其中，第一渦流傳感器、第一位移傳感器、電流傳感器、力傳感器、第一油壓傳感器和第一溫度傳感器輸出的信號均為電流信號，第一光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號為數(shù)字信號；當對煤礦通風系統(tǒng)機械設備性能進行測試時，選擇用于對大氣溫度進行檢測的第二溫度傳感器、用于對大氣濕度進行檢測的濕度傳感器、用于對風速進行檢測的風速傳感器、用于對靜壓進行檢測的第一壓力傳感器、用于對全壓進行檢測的第二壓力傳感器、用于對大氣壓進行檢測的第三壓力傳感器、用于對電機功率進行檢測的電機功率傳感器和用于對風機振動進行檢測的第一振動傳感器，其中，第二溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和電機功率傳感器輸出的信號均為電流信號，第一振動傳感器輸出的信號為電壓信號；當對煤礦排水系統(tǒng)機械設備性能進行測試時，選擇用于對排水系統(tǒng)入口壓力進行檢測的第三壓力傳感器、用于對排水系統(tǒng)出口壓力進行檢測的第四壓力傳感器、用于對水泵流量進行檢測的超聲波流量傳感器、用于對水泵功率進行檢測的水泵功率傳感器和用于對水泵轉(zhuǎn)速進行檢測的第二光電轉(zhuǎn)速傳感器，其中，第三壓力傳感器、第四壓力傳感器、超聲波流量傳感器和水泵功率傳感器輸出的信號均為電流信號，第二光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號為數(shù)字信號；當對煤礦壓風系統(tǒng)機械設備性能進行測試時，選擇用于對排氣量進行檢測的熱球風速傳感器、用于對排氣溫度進行檢測的第三溫度傳感器、用于對風包溫度進行檢測的第四溫度傳感器、用于對排氣壓力進行檢測的第五壓力傳感器、用于對大氣壓進行檢測的第六壓力傳感器、用于對空壓機功率進行檢測的空壓機功率傳感器、用于對空壓機轉(zhuǎn)速進行檢測的第三光電轉(zhuǎn)速傳感器和用于對風機振動進行檢測的第二振動傳感器，其中，熱球風速傳感器和第二振動傳感器輸出的信號均為電壓信號，第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第五壓力傳感器、第六壓力傳感器和空壓機功率傳感器輸出的信號均為電流信號，第三光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號為數(shù)字信號；當對煤礦運輸系統(tǒng)機械設備性能進行測試時，選擇用于對皮帶運輸機滾筒表面溫度進行檢測的第五溫度傳感器、用于對皮帶運輸機制動部件表面溫度進行檢測的第六溫度傳感器、用于對皮帶運輸機潤滑油溫度進行檢測的第七溫度傳感器、用于對皮帶運輸機制動盤運動過程中的偏擺量進行檢測的第二渦流傳感器、用于對閘瓦間隙進行檢測的第二位移傳感器、用于對皮帶運輸機制動系統(tǒng)油壓進行檢測的第二油壓傳感器、用于對皮帶運輸機功率進行檢測的皮帶運輸機功率傳感器、用于對帶速進行檢測的第四光電轉(zhuǎn)速傳感器和用于對皮帶運輸機轉(zhuǎn)速進行檢測的第五光電轉(zhuǎn)速傳感器，其中，所述第五溫度傳感器、第六溫度傳感器、第七溫度傳感器、第二渦流傳感器、第二位移傳感器、第二油壓傳感器和皮帶運輸機功率傳感器輸出的信號均為電流信號，第四光電轉(zhuǎn)速傳感器和第五光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號均為數(shù)字信號；根據(jù)外接傳感器輸出信號的不同，將傳感器連接至相應的信號調(diào)理電路模塊，構(gòu)成便攜式煤礦機械設備性能測試儀；具體而言，將輸出信號為電流信號的傳感器連接在電流信號調(diào)理電路模塊1-1上，將輸出信號為電壓信號的傳感器連接在電壓信號調(diào)理電路模塊1-2上，將輸出信號為數(shù)字信號的傳感器連接在數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3上，構(gòu)成電流信號調(diào)理電路模塊1-1的I/V變換電路1-11和抗頻混濾波電路1-12依次對傳感器輸出的4mA?20mA的電流信號進行I/V變換和抗頻混濾波處理后輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路模塊2-1，構(gòu)成電壓信號調(diào)理電路模塊1-2的前置放大電路1-21和后置放大電路1-22依次對傳感器輸出的電壓信號進行前置放大和后置放大后輸出給數(shù)據(jù)采集傳輸單元2內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊2-1，數(shù)字信號調(diào)理電路模塊1-3對傳感器輸出的數(shù)字信號進行光電隔離和濾波整形后輸出給數(shù)據(jù)采集傳輸單元2內(nèi)部的脈沖計數(shù)器電路模塊2-2，數(shù)據(jù)采集傳輸單元2將其接收到的信號傳輸給計算機，供計算機作進一步分析處理。
[0038]綜上所述，本實用新型能夠與外接傳感器一起構(gòu)成煤礦機械設備性能測試儀，用于對煤礦提升系統(tǒng)機械設備、煤礦通風系統(tǒng)機械設備、煤礦排水系統(tǒng)機械設備、煤礦壓風系統(tǒng)機械設備和煤礦運輸系統(tǒng)機械設備的性能進行測試，信號采集量大，信號傳輸速度快。
[0039]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:包括信號調(diào)理單元(I)和數(shù)據(jù)采集傳輸單元(2)，以及為信號調(diào)理單元(I)和數(shù)據(jù)采集傳輸單元(2)供電的供電電源(3)，所述信號調(diào)理單元(I)包括用于對輸出電流信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理電路模塊(1-1)、用于對輸出電壓信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的電壓信號調(diào)理電路模塊(1-2)和用于對輸出數(shù)字信號的傳感器輸出的信號進行調(diào)理的數(shù)字信號調(diào)理電路模塊(1-3)，所述電流信號調(diào)理電路模塊(1-1)由依次相接的I/V變換電路(1-11)和抗頻混濾波電路(1-12)構(gòu)成，所述電壓信號調(diào)理電路模塊(1-2)由依次相接的前置放大電路(1-21)和后置放大電路(1-22)構(gòu)成；所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元(2)內(nèi)部集成有A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(2-1)和脈沖計數(shù)器電路模塊(2-2 )，所述抗頻混濾波電路(1-12 )的輸出端和后置放大電路(1-22)的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(2-1)的輸入端相接，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊(1-3)的輸出端與脈沖計數(shù)器電路模塊(2-2)的輸入端相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述電流信號調(diào)理電路模塊(1-1)的數(shù)量為十路，所述電壓信號調(diào)理電路模塊(1-2)的數(shù)量為四路，所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊(1-3)的數(shù)量為兩路。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述I/V變換電路(1-11)由第一運算放大器芯片LM324，滑動變阻器VR1，電容C2，以及電阻Rl、R2、R3、R4、R5和Rf組成；所述第一運算放大器芯片LM324的引腳4和滑動變阻器VRl的一個固定端均與供電電源(3)的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述滑動變阻器VRl的另一個固定端、電阻Rl的一端、電阻R4的一端和電容C2的一端均接地，所述滑動變阻器VRl的滑動端與電阻R3的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳2與電阻R3的另一端、電阻R4的另一端和電阻Rf的一端相接，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R2的一端相接，所述電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端、電容C2的另一端相接且為ΙΛ變 換電路(1-11)的電流信號輸入端1-1N，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳I通過電阻R5與電阻Rf的另一端相接且為所述I/V變換電路(1_11)的電壓信號輸出端，所述第一運算放大器芯片LM324的引腳11接地；所述抗頻混濾波電路(1-12)由電阻R6和電容Cl組成,所述電阻R6的一端與所述I/V變換電路(1-11)的電壓信號輸出端相接，所述電阻R6的另一端與電容Cl的一端相接且為所述抗頻混濾波電路(1-12)的信號輸出端U-0UT1，所述電容Cl的另一端接地。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述前置放大電路(1-21)由第二運算放大器芯片LM324，以及電阻R9和RlO組成；所述第二運算放大器芯片LM324的引腳3與電阻R9的一端相接且為所述前置放大電路(1-21)的電壓信號輸入端U-1N，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳4與供電電源(3)的+15V電壓輸出端VCC+15V相接，所述第二運算放大器芯片LM324的引腳I和引腳2均與電阻RlO的一端相接且為所述前置放大電路(1-21)的電壓信號輸出端，所述電阻R9的另一端、第二運算放大器芯片LM324的引腳11和電阻RlO的另一端均接地；所述后置放大電路(1-22)由運算放大器芯片0P-07、電阻Rll和可變電阻VR2組成，所述運算放大器芯片0P-07的引腳3與所述前置放大電路(1-21)的電壓信號輸出端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳2與電阻Rll的一端和可變電阻VR2的一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳4和電阻Rll的另一端均接地，所述運算放大器芯片0P-07的引腳6為所述后置放大電路(1-22)的電壓信號輸出端U-0UT2且與可變電阻VR2的另一端相接，所述運算放大器芯片0P-07的引腳7與供電電源(3)的+15V電壓輸出端VCC+15V相接。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式煤礦機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述數(shù)字信號調(diào)理電路模塊(1-3)為由光電耦合器芯片0PT0IS02和非門74LS04，以及電阻R7和R8組成的光電隔離及濾波整形電路；所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳I與電阻R7的一端相接，所述電阻R7的另一端為所述光電隔離及濾波整形電路的數(shù)字信號輸入端D-1N，所述光電耦合器芯片OPTOIS02的引腳2和引腳3均接地，所述光電耦合器芯片0PT0IS02的引腳4與所述非門74LS04的引腳I相接且通過電阻R8與供電電源(3)的+5V電壓輸出端VCC+5V相接；所述非門74LS04的引腳2為所述光電隔離及濾波整形電路的輸出端U-0UT3。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的便攜式煤礦 機械設備性能測試儀用信號采集及傳輸裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集傳輸單元(2)為NI公司M系列的數(shù)據(jù)采集卡NI USB-6221。
【文檔編號】H03K19/14GK203732101SQ201420116630
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】李曼, 趙坤 申請人:西安科技大學