礦用超聲波風速傳感器測風裝置

1  概述

1.1 產品特點

礦用超聲波風速傳感器測風裝置 (以下簡稱傳感器) 采用超聲波時差原理，精度高，可實現低至   0.2m/s的微風測量，性能可靠。可長時間連續監測礦井總回和各進、 回風巷等地及斷面的實時風速。

1.2  主要用途和適用范圍

該產品主要用于煤礦井下進、 回風巷道通風風速、風量測量監測 。煤礦井下有毒有害氣體通

過通風方式排出井口外，所以通風的監測是保證礦井安全生產的重要手段。

1.3 品種、規格

1.3.1 品種：礦用超聲波風速傳感器。

1.3.2 規格：GFC25 。

1.4 型號的組成及其代表意義

1.5  使用環境條件

1.5.1 工作環境條件

a)溫度 : (0～40) ℃;

b)濕度 : ≤98 %；

c)大氣壓力 : (80～116) kPa；

d)無顯著震動和沖擊的場合；

e)含有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下。

1.5.2貯存溫度： (-40～＋60) ℃。

1.6安全特征

防爆類型 : 礦用本質安全型

防爆標志:Ex ib ⅠMb。

1.7 結構參數

a)外形尺寸：251mm×161mm×53mm（不含探頭部分）；

b)外殼材質：不銹鋼；

c)重量： ≤5kg。

2  工作原理及結構特征

2.1 工作原理

   傳感器的工作原理框圖如圖 1 所示，傳感器為連續檢測風速和風量的設備，單片機通過驅動檢測

電路實現超聲波信號傳播時間檢測，通過處理后獲得風速數據，并輸出顯示。

圖 1  傳感器工作原理框圖

3  主要技術指標

3. 1 工作電源

 額定工作電壓：DC 24V；

  工作電流：≤200mA。

3.2 測量范圍：(0.5～25)m/s ，其分辨率應為0.01m/s。

3.3 輸出信號制式

RS485數字信號：傳輸速率：9600bps；信號工作電壓峰峰值： ≤12V。

3.4 基本誤差

a) 測量范圍在(0.5～15.0)m/s時，誤差: ±0.20m/s；

b) 測量范圍在(15.0～25.0)m/s時，誤差: ±0.30m/s。

3.5 傳輸距離

   傳感器使用MHYV系列煤礦阻燃通信電纜，單芯截面積為1.5mm2 時，傳感器與關聯裝置的傳輸

距離為2km 。基本誤差應不超過3.4的規定。

3.6  本安參數：

 Ui:25.0V、Ii:0.53A、Ci:0.2μF、Li:49.2μH；

  RS485信號 :Uo:6.1V、Io :66mA、Co： 100μF、Lo:0.2mH。

4  使用、調校

使用前用戶必須認真、仔細閱讀本說明書，對傳感器的主要性能、技術指標及主要功能有一個全面的了解，然后再進行具體的接線、使用及操作。傳感器安裝使用時或使用過程中需定期對

零點和精度進行調校，調校周期不大于 30  天。

傳感器正確上電預熱后便可用于環境風速檢測，也可用遙控器進入傳感器調校模式對傳感器測量值等 進行設置。

4.1 零點調校

當傳感器長時間使用或長時間存放后再使用，可能會出現測量偏差，此時需要對傳感器零點進

行 調校。具體操作步驟如下：

1、傳感器預熱：進行零點調校必須在傳感器上電時間大于 2 分鐘后進行。

2、零點調校：待傳感器充分預熱后，將傳感器置于無風環境中，若此時測量值不是 0.0 m/s，

可 通過下列辦法調零設置 。具體方法是：將遙控器對準傳感器遙控位置，輕輕按動遙控器上的選擇 鍵， 使顯示窗內的調校指示位顯示“ 1 ”， 然后再根據需要分別按動搖控器的上升鍵或下降鍵，直至

傳感器 顯示值為 0.0 m/s 為止，也可以采用組合鍵“  ↑ ”+“ ↓ ”直接將顯示值調至 0.0m/s。

4.2 精度調校

將風速傳感器放入標準環形風洞中，傳感器上電并經過 20 秒倒計后，然后將風洞內風速值設定  在 10m/s，待風洞內風速值穩定后，將遙控器對準傳感器遙控位置，輕輕按動遙控器上的選擇鍵，使 顯示 窗內的調校指示位顯示“2 ”，然后通過搖控器的上升鍵或下降鍵對傳感器進行校準，直至顯示

與風洞 內實際風速值一致為止。

4.3 自檢功能

將遙控器對準傳感器遙控位置，按動遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯示窗內的調校指示位顯示

“5 ”， 即進入自檢頁面，默認顯示“OFF ”。齊按“ ↑ ”+“ ↓ ”開啟自檢功能,默認顯示當前測量 值，傳感器 會將當前顯示值作為測量值， 以便于驗證內部功能，退出該頁面后，傳感器將關閉自檢

狀態。

4.4 風速靈敏度等級設置

將遙控器對準傳感器遙控位置，輕輕按動遙控器上的選擇鍵，使顯示窗內的調校指示位顯示

“7 ”， 然后再根據需要分別按動搖控器的上升鍵或下降鍵，設置傳感器風速靈敏度等級 5-99，等 級越高，風 速靈敏度越低，風速值響應越慢，風速顯示值越平穩，齊按“  ↑ ”+“ ↓ ”可將靈敏度

快速設定為默認 值。

注：默認靈敏度等級為 18。

4.5 RS485 通訊地址設置

按下“S ”鍵，待最左邊數碼管顯示“d ”，即進入傳感器風速參數總線地址設置頁面，即可按下“ ↑

” 或“ ↓ ”設置傳感器風速參數總線地址。

注： 出廠默認設置地址為16。

5  安裝與使用

5.1 電纜線及所連航空插頭的接線及顏色規定：

紅色線 (電纜插頭 1 號口) —— 電源正極 (主板“V ”接線口)；

黑色線 (電纜插頭 2 號口) —— 電源負極 (主板“G ”接線口)；

黃色線 (電纜插頭 3 號口) ——RS485-A 信號輸出 (主板“A ” 接線口)。

綠色線 (電纜插頭 4 號口) ——RS485-B 信號輸出 (主板“B ”接線口)。

5.3 連接

正確連接好電源與傳感器端接線后，將電纜航空插頭的缺口對準傳感器左側上方的航空插座的相

應位置，插入并旋緊，確保連接可靠。傳感器上電倒計時后，顯示并輸出測量風速值。

5.4 固定

傳感器的可靠固定關系到傳感器測量的準確性和工作的穩定性。

6  典型故障處理

6.1 傳感器顯示數值亂跳

a)當傳感器顯示數值亂跳時，可能是風場不穩定，建議將風速靈敏度等級調高。

b)傳感器前后 3m 范圍內有遮擋物。處理方法：保證傳感器安裝在前后 3m 范圍內無任何遮擋物的

地方。

c)傳感器探頭座內積灰嚴重。處理方法： 定期清理積灰。

6.2 傳感器接受不到遙控信號

當 出現傳感器接受不到遙控信號現象時，首先應確認遙控器內的電池是否有電。如有電，則應及

時將傳感器帶回地面，檢查、更換傳感器線路板上數碼管旁的 (SFH1) 紅外接收頭。

6.3 小數碼管顯示的功能位數字亂跳且無法控制

當傳感器顯示窗內的小數碼管 (功能位) 出現數字亂跳且無法控制時，檢查電路板上按鍵是否短

路或更換傳感器電路板上數碼管旁的 (SFH1) 紅外接收頭。

6.4 傳感器顯示“8.88 ”或其它不明字符

傳感器在井下如顯示“8.88 ”等其它不明字符時，應首先檢查傳感器供電是否異常 。若問題依然

不能排 除 ，應將傳感器帶回地面檢修。將傳感器后蓋打開檢查傳感器電路板上的各集成芯片有無脫

落現象，接線是否松動等。

檢修方法：用專用螺絲刀打開傳感器后蓋， 問題一經發現應及時予以排除。或寄回廠家予以維修

。

6.5 傳感器上電倒計時完后顯示“0.0 ”且吹風無反應

傳感器每次上電倒計時完后有 30 秒鐘的內部參數自動設置功能，此時傳感器數據不更新。

6.6 傳感器開機倒計時結束后閃爍顯示“ Er1 ”

傳感器開機倒計時完后即閃爍顯示“Er1” ，應首先將傳感器帶回地面，上電后若還閃爍顯示

“Er1” 則將傳感器后蓋打開探頭連線焊點是否脫落。若還閃爍顯示 “Er1”則寄回廠家予以維修，不

可私自拆  卸以免造成不可修復錯誤。

6.7 傳感器開機倒計時結束后閃爍顯示“ Er2 ”

傳感器風速檢測電路故障，請寄回廠家予以維修，不可私自拆卸以免造成不可修復錯誤。

6.8 傳感器開機倒計時結束后閃爍顯示“ Er3 ”

傳感器安裝位置風場不穩定，建議更換安裝位置，若故障仍存在，請寄回廠家予以維修，不可

私 自拆卸以免造成不可修復錯誤。

7  維修及保養

7.1  維修

7.1.1 傳感器的維修必須由接受過生產廠家專門培訓的修理人員進行。

7.1.2 禁止改動傳感器電路的任何參數！

7.1.3 傳感器的調校周期為 30 天，請定期效驗傳感器的各項功能！

7.2  保養

7.2.1 使用時，必須安排人員負責傳感器的日常維護和保養，至少 30 天進行一次探頭座清灰操作。

7.2.2 維護及保養人員必經認真閱讀及熟悉使用說明書及有關電路圖，熟悉傳感器的內、外結構及 電路原理。

7.2.3 使用中，維護及保養人員應該經常檢查傳感器的密封部分是否壓緊、蓋板螺絲是否緊固。

8  運輸、貯存

8.1 傳感器在運輸和搬運時，務必小心、謹慎，避免劇烈震動和沖擊。嚴禁拉扯設備內部的聯線，避 免造成人為的破壞。

8.2 傳感器存放時，嚴禁放在被水直接滴淋的場所。

9  資質編號

9.1 防爆合格證號：

9.2 安全標志編號：

附錄A

(規范性附錄)

傳感器關聯裝置表