煤矿全断面远程自动测风装置

煤矿目前进行巷道风量测量时，普遍采用测量巷道内某一点风速的方式，然后通过估算巷道几何断面大小，换算乘积的方式来实现对巷道风量的估算
系统主要由矿用测风装置、测风装置主机、声波风速传感器、本安型电磁阀、本安型位置传感器、本安型编码器、矿用隔爆型摄像仪、矿用本安型声光报警显示屏、测风气动控制总成组成

为了便于调试和扩展，我们需分解任务到各个
立的子程序，这样就实现程序的模块化设计，当各
程序模块之间确定了调用关系，就可互相协作完成
整个功能。风量风压监测装置的程序采用面向对象
的 C 语言来编写系统的主程序是一个嵌入式的循环程序，主程
序按照数据的传输方向顺序设计, 采用多级菜单状
态机编程思想实现。装置上电后,先完成系统的
基本的初始化工作，设置初始参数等，初始化结束后
进入各个子程序的循环调用，实现各个模块的功能：
监测装置中的差压传感器采集压力信号，送入单片
机进行转换和计算，在循环中，监测装置系统实现了
数据的采集、处理，数据显示和信号输出等任务

监测装置以 MSP430 系列单片机为控制核
心，配合以差压变送器、液晶显示模块、信号输出电
路等硬件基础。将差压变送器作为信号采集单元；以
液晶显示模块来实现风量、风压的显示；通过信号输
出电路输出风量、风压的监测结果，实现了信息的采
集、处理、传输等功能

作为联系电量与非电量之间桥梁的差压变送器
是整个监测装置的基础，也是监测数据采集的关键，
它的功能是将采集的静压信息转换为可被检测的电
压或电流信号进行传输，变送器所采集数据的精度
对之后的信号、数据处理工作有至关重要的影响。因
此，我们根据设计要求，选定了长期稳定性良好的差
压传感器，它的测量，高可达±0.2%，可测
量区间广，为 - 5 000～5 000 Pa，可输出的电压信号
范围为 0～5 V。MSP430 系列单片机是具有功耗和强大处
理功能的 16 位的单片机，指令速度能够达到
1MIPS/MHz，集成了包括液晶驱动器、12 位 ADC、
12 位 DAC 等丰富的片内外设。因此，流程中涉及到
的 A/D转换，即将压力变送器输出的模拟量信号转
换为数字量信号，可以利用 MSP430149 内嵌的 A/D
转换模块来实现，其快速的 8 路 12 位转换精度完全
可以满足本装置的需求，转换之后信号会继续在单
片机中进行下一步的处理，这样便可在保证实现每
一步功能要求的同时，大程度地减少了电路的设
计工作，提高了监测装置的工作效率。
机械式的安全监测系统中安装的风速传感器测量风速时要求传感器悬挂在巷道的**部，传感器探头离**部的距离要大于50cm，距传感器20m范围内若有遮挡物体存在会挡住风流，影响传感器的正常测量，要求探头的进风口始终要对准来风方向。在实际操作中，受巷道实际环境条件限制和维护保养不及时等诸多原因往往不能达到使用的理想要求，导致测风所得数据与实际工况偏差较大所以目前逐渐被代替了。
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