[其他]鋼弦式電腦檢測儀

無效

• 申請號: 87212712
• 申請日: 1987-10-12
• 公開（公告）號: CN87212712U
• 公開（公告）日: 1988-09-28
• 發明（設計）人: 趙振遠;鄧鐵六;牛慶軍;鄧曉靜
• 申請（專利權）人: 山東礦業學院礦壓研究所
• 主分類號: G01D7/02
• 分類號: G01D7/02;G01D5/12
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 莊益利

本實用新型是一種礦用本質安全型數字化檢測儀表。目前檢測儀表，有電阻應變式數字化儀表，鋼弦式頻率儀等。前者雖可直接顯示壓力，但傳感器的零點漂移較大，長期檢測的可靠性遠不如鋼弦式傳感器，且因不允許用長電纜連接，故滿足不了礦山建筑等行業長期及遠距離監測的需要。而后者雖可長距離監測，但只能顯示傳感器的輸出頻率，不能計算和顯示壓力，應變等物理量，屬于非智能儀表。

本實用新型的目的在于提供一種本質安全型檢測儀器，性能優良、使用方便又能直接顯示壓力、應變等的數值。

附圖說明：圖1為原理框圖。［1］是雙線圈自激型鋼弦激發器（詳見圖2），［2］是單片微型計算機，［3］是由鎳鎘蓄電池供電的本質安全型電源（詳見圖3）。［4］是與本實用新型配套使用的雙線圈自激型鋼弦式傳感器中的鋼弦和磁頭，A為激發磁頭，B為感應磁頭，C為鋼弦。圖3中本質安全型電源的［＋5V］端與圖2中［＋5V］端相連，接地端相連。單片微型計算機［2］通過［C8］與雙線圈自激型鋼弦激發器的頻率信號輸出端相連（如圖2所示）。檢測時將圖2中［11］［12］［13］［14］端分別與圖1中傳感器［4］的［15］［16］［17］［18］端相連接。

本實用新型由雙線圈自激型鋼弦激發器［1］，單片微型計算機［2］和本質安全型電源［3］三部分組成。具體電路可參閱圖2－圖3，元件構件均為常規符號表示。

本實用新型的優點不僅在于能夠準確地檢測雙線圈自激型鋼弦式傳感器的鋼弦振動頻率，計算、顯示相應的壓力或位移等物理量的值，而且所設計的雙線圈自激型鋼弦激發器性能優良，激發快，激發距離遠——用四芯雙絞電纜線長度在300米以上。鋼弦不振時無干擾頻率輸出。且各個不同的激發器性能一致；本質安全型電源具有多種保護功能，安全可靠保證本儀器為本質安全型，可用于有瓦斯及煤塵爆炸危險的礦井。并且體積小、重量輕（1公斤）、攜帶方便、性能穩定可靠。

整機的工作過程如下：按［T1］啟動電源［3］后，本機各部分得電進入工作狀態。先將壓力盒的編號及常數通過單片微型計算機的鍵盤打入單片微型計算機的內存中。關機后該常數仍貯存在計算機內存中。用帶插頭插座的四芯電纜將壓力盒與本機相連。壓力盒中鋼弦［C］的微小振動在感應磁頭［B］中感生微小正弦電壓信號，該電壓信號由［13］［14］端經［C1］［C2］輸入給雙線圈自激型鋼弦激發器的前置放大器［IC1］，經放大后推動功放級放大整形、通過［11］［12］端回輸到壓力盒的激發磁頭［A］中加強鋼弦的振動。于是鋼弦［C］迅速起振，直到某一幅度一周期內反饋的能量與擾動空氣等消耗的能量平衡時鋼弦振動保持穩定。此時激發器電路自［C7］輸出一與鋼弦振動同頻率的正弦波電信號給運算放大器［IC2］，經［IC2］放大整形后經［C8］輸出矩形波頻率信號給單片微型計算機［2］。單片微型計算機［2］檢測該矩形波電信號的周期，計算出頻率并顯示此時壓力盒中鋼弦振動的頻率。從鍵盤上打入該壓力盒的編號，單片微型計算機將根據該壓力盒常數計算并顯示此時壓力盒所承載的壓力數值，（或相應的位移、應變、應力等的值）。按下［T2］電源［3］即關斷，整機停止工作。

雙線圈自激型鋼弦激發器［1］的電原理圖如圖2所示。前置放大器［IC1］和［R1］［R6］［C1］［C2］［C3］組成前置放大級。［R2］［R3］［R4］［R5］［C4］［C5］和［BG1］組成前置放大級。［C6］為級間耦合電容。整形輸出級由［IC2］和［R7］［R8］［R9］［C7］［C8］組成。前置放大器［IC1］為差動輸入的集成音頻放大電路，其輸入端并連有衰減電阻［R1］。功放級晶體管［BG1］靜態工作點設置在飽和區，阻容耦合輸出選自集電極。鋼弦頻率信號由［IC2］放大整形后通過［C8］輸出給單片微型計算機。本激發電路具有下述優點：第一，用四芯雙絞線電纜連接鋼弦式傳感器時，電纜長度可達300米以上，接長電纜300米時，對頻率的影響不大于0.5Hz；第二，激發鋼弦振動頻率穩定，恒溫下頻率變動不超過正負0.2Hz；第三，鋼弦不振時無干擾振蕩輸出；第四，各激發器的一致性好。