礦用智能型精密氣壓計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種能實(shí)時(shí)通信，異地同時(shí)讀數(shù)的礦用智能型精密氣壓計(jì)。該氣壓計(jì)以89C51單片機(jī)作為主控器，通過(guò)外接并聯(lián)諧振電路產(chǎn)生兩種不同頻率的脈沖，A、B兩個(gè)測(cè)量員只要有一方到測(cè)量地點(diǎn)就可發(fā)射通信脈沖。該氣壓計(jì)能準(zhǔn)確測(cè)量氣壓，測(cè)量精度比以往氣壓計(jì)有很大的提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】礦用智能型精密氣壓計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦安全領(lǐng)域，是一種礦用通風(fēng)領(lǐng)域的數(shù)字式、智能型的精密氣壓計(jì)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，礦井通風(fēng)是關(guān)系到井下工人生命安全、生產(chǎn)安全的重大問(wèn)題。它供給人員呼吸、稀釋并排除工作面的有毒有害氣體、煤塵，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。由于巷道表面及支護(hù)有凸凹不平所以就產(chǎn)生阻力，有阻力就消耗能量，才能使空氣不斷地進(jìn)入和排出。現(xiàn)在測(cè)量?jī)蓴嗝骈g的阻力是用測(cè)壓儀器在兩個(gè)斷面進(jìn)行靜壓讀數(shù)差、兩斷面的位壓差、兩斷面的動(dòng)壓差來(lái)綜合計(jì)算的。測(cè)壓儀器在兩個(gè)斷面進(jìn)行靜壓讀數(shù)差能否同時(shí)讀數(shù)是決定兩斷面間的阻力準(zhǔn)確性因素之一，由于大氣壓力是瞬時(shí)變化的，并且兩臺(tái)儀器也不能同時(shí)讀數(shù)。現(xiàn)在均是反復(fù)換位進(jìn)行讀數(shù)以消除不能同時(shí)讀數(shù)而造成的誤差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、誤差大、效率低，因此，急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)通信，同時(shí)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)靜壓的智能型精密氣壓計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量巷道兩點(diǎn)之間靜壓的精密氣壓計(jì)，該氣壓計(jì)能實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果快速顯示以及測(cè)量人員實(shí)時(shí)通信，最終實(shí)現(xiàn)巷道兩點(diǎn)之間的同時(shí)測(cè)壓。
[0004]本發(fā)明利用89C51單片機(jī)作為主控器，該氣壓計(jì)由89C51單片機(jī)作為主控器，分別外接上電復(fù)位電路:由IOUf電容、復(fù)位按鈕、IOK Ω電阻組成并外接5V電源；脈沖頻率調(diào)節(jié)電路:由頻率調(diào)節(jié)按鈕接地；并聯(lián)諧振電路:由11.592MHz晶振并聯(lián)兩個(gè)22pf電容接地；無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置:由RS-485接口、天線(xiàn)、cclOOO、微處理器等其他元件組成；數(shù)碼管顯示電路:由數(shù)碼顯示管直接上拉520Ω電阻并外接5V電源、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路:由三極管、蜂鳴器、10ΚΩ電阻組成；壓力信號(hào)采集電路:由氣壓傳感器、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路組成。
[0005]89C51單片機(jī)通過(guò)外接并聯(lián)諧振電路產(chǎn)生不同頻率的脈沖，同時(shí)可產(chǎn)生單片機(jī)的時(shí)鐘，可設(shè)置IOKHz的脈沖作為通信脈沖，20KHz的脈沖作為測(cè)量脈沖，不同頻率的脈沖可使蜂鳴器發(fā)出不同音調(diào)的響聲，當(dāng)測(cè)量人員通過(guò)氣壓計(jì)確定對(duì)方已經(jīng)到位時(shí)，其中A測(cè)量人員會(huì)讓氣壓計(jì)產(chǎn)生20KHz的脈沖并且89C51單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘會(huì)記下發(fā)出的時(shí)間，89C51單片機(jī)會(huì)通過(guò)串行口把信息送到自帶的無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置中，無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置會(huì)以433MHz載頻頻率把信號(hào)發(fā)出去，同時(shí)89C51單片機(jī)設(shè)置IOs后自動(dòng)測(cè)量氣壓，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間B測(cè)量人員的氣壓計(jì)會(huì)發(fā)出響聲證明已收到信號(hào)，并且記錄下時(shí)間，從而測(cè)出信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間t，計(jì)算出時(shí)間差(10-t)，89C51單片機(jī)會(huì)利用時(shí)間差(10-t)倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后兩臺(tái)氣壓計(jì)的氣壓傳感器把測(cè)得壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)換算成相應(yīng)的脈沖序列，最后送至送至89C51單片機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)89C51單片機(jī)處理最后以數(shù)字形式顯示在數(shù)碼顯示管中。最終實(shí)現(xiàn)了 A、B兩測(cè)量人員異地且同時(shí)測(cè)量氣壓。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0006]上文所述的發(fā)明方面以及其他特征將在下文中結(jié)合相關(guān)附圖進(jìn)行說(shuō)明
[0007]附圖1是智能型精密氣壓計(jì)電氣原理圖
[0008]附圖2是智能型精密氣壓計(jì)工作流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0009]如智能型精密氣壓計(jì)電氣原理圖(1)，在測(cè)量工程中，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(36)，氣壓計(jì)開(kāi)始工作由5v直流電源(2)供電。A，B兩個(gè)測(cè)量人員約定好在不同的地點(diǎn)測(cè)量，只要有一方到達(dá)目的地，就可以進(jìn)行測(cè)量，假若A測(cè)量人員先到達(dá)目的地，A測(cè)量人員按下復(fù)位按鈕(5)啟動(dòng)上電復(fù)位電路，該電路通過(guò)電源輸出接口(37)供電，由復(fù)位按鈕(5)、10Uf電容
(6)以及電阻組成，該電路連接89C51單片機(jī)(I)接口RST(IO)。然后A測(cè)量人員按一下頻率調(diào)節(jié)按鈕(7)，即借助89C51單片機(jī)(I)外接并聯(lián)諧振電路，該電路由11.592MHz的晶振
[9]和兩個(gè)22pf電容(8)組成，該電路產(chǎn)生IOHz的脈沖，89C51單片機(jī)(I)借助RST(Il)、TXD (12)串行接口把脈沖信號(hào)送到氣壓計(jì)的RS-485接口(39)，經(jīng)過(guò)微處理器(42)的處理，傳送至CC1000 (41)發(fā)射芯片，CC1000發(fā)射芯片借助天線(xiàn)(40)把信號(hào)發(fā)出去，如若B測(cè)量人員在沒(méi)有到達(dá)目的地時(shí)收到信號(hào)，此時(shí)89C51單片機(jī)⑴在P2.1(32) 口輸出高電平并且要串聯(lián)10ΚΩ (33)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器(34)發(fā)出第一種音調(diào)，此時(shí)B測(cè)量人員按一下頻率調(diào)節(jié)按鈕
(7)發(fā)出IOKHz脈沖告知A測(cè)量人員沒(méi)有到達(dá)目的地。當(dāng)B測(cè)量人員到達(dá)目的地時(shí)，連續(xù)按兩下頻率調(diào)節(jié)按鈕(7)此時(shí)產(chǎn)生20Hz脈沖，89C51單片機(jī)(I)系統(tǒng)時(shí)鐘記下時(shí)間，并且借助無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置把信號(hào)發(fā)送給A測(cè)量人員，氣壓計(jì)會(huì)倒自動(dòng)計(jì)時(shí)IOS后測(cè)量壓力。A測(cè)量人員收到信號(hào)時(shí)蜂鳴器發(fā)出第二種音調(diào)，89C51單片機(jī)(I)計(jì)算出時(shí)間差(10-t)，然后對(duì)時(shí)間差(10-t)倒計(jì)時(shí)。倒計(jì)時(shí)結(jié)束兩臺(tái)氣壓計(jì)同時(shí)開(kāi)始測(cè)壓，氣壓傳感器(3)把壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，送至電壓頻率轉(zhuǎn)化電路(4)，即電壓信號(hào)換算成相應(yīng)的脈沖序列送至TO (14)。89C51 單片機(jī)(I)對(duì)信號(hào)處理后，送至并行 口 P0.0 (19)、P0.1 (20)、P0.2 (21)、P0.3 (22)、P0.4 (23)、P0.5 (24)、P0.6 (25)、P0.7 (26)，同時(shí)要接入 520 Ω (35)限流電阻，此時(shí)，數(shù)碼顯示管(38)五段顯示壓力值。
[0010]在智能型精密氣壓計(jì)工作流程圖⑵中假定A測(cè)量人員到達(dá)目的地(43)此時(shí)，A氣壓計(jì)(44)發(fā)出IOKHz脈沖(48)，通過(guò)自帶的無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊傳送至B氣壓計(jì)(51)，判斷B測(cè)量人員是否到達(dá)目的地(54)，若B測(cè)量人員未到達(dá)目的地(54)，則B蜂鳴器發(fā)出第一種音調(diào)(55)，并且B氣壓計(jì)發(fā)出IOKHz脈沖(47)告知A測(cè)量人員未到達(dá)目的地，A蜂鳴器發(fā)出第一種音調(diào)(45)。若B測(cè)量人員到達(dá)目的地(52)，B氣壓計(jì)發(fā)出20KHz脈沖(49)，與此同時(shí)B氣壓計(jì)IOS倒計(jì)時(shí)(50)后自動(dòng)測(cè)壓，脈沖信號(hào)傳至A氣壓計(jì)時(shí)，A氣壓計(jì)計(jì)算出時(shí)間差(10-t)，此時(shí)A氣壓計(jì)(10-t)倒計(jì)時(shí)且A蜂鳴器發(fā)出第二種音調(diào)(46)。
[0011]此氣壓計(jì)可實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果智能化快速顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)量人員同時(shí)異地準(zhǔn)確地測(cè)壓，最大程度地減小了測(cè)量誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用智能型精密氣壓計(jì)，其特征是:該氣壓計(jì)由89C51單片機(jī)(I)、上電復(fù)位電路、脈沖頻率調(diào)節(jié)電路、并聯(lián)諧振電路、無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置、數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路、壓力信號(hào)采集電路、5V直流電源⑵組成；上電復(fù)位電路:由單片機(jī)RST(IO)外接IOuf電容(6)，電容串聯(lián)復(fù)位按鈕(5)、10ΚΩ (33)電阻，電阻接地，該電路外接5V直流電源(2);脈沖頻率調(diào)節(jié)電路:由單片機(jī)INTO (13)串聯(lián)頻率調(diào)節(jié)按鈕(7)，頻率調(diào)節(jié)按鈕另一端接地；并聯(lián)諧振電路:由11.592MHz晶振(9)并聯(lián)兩個(gè)22pf電容⑶接地，兩個(gè)電容分別接單片機(jī)XTAL0(15)、XTAL1(16)，該電路要對(duì)外接地；無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置:主要由RS-485接口(39)、天線(xiàn)(40)、cc1000(41)、微處理器(42)組成，RS-485 接口 (39)和單片機(jī)1?0(11)3父0(12)相連，該裝置需要外接5V直流電源，并接地；數(shù)碼管顯示電路:由單片機(jī)P0.0 (19)、P0.1 (20)、P0.2 (21)、P0.3 (22)、P0.4 (23)、P0.5 (24)、P0.6 (25)、P0.7 (26)分別連接數(shù)碼顯示管(38)并上拉520 Ω (35)電阻，并外接5V直流電源，單片機(jī)P2.7 (27)、P2.6 (28)、P2.5 (29)、P2.4(30)、P2.3(31)直接連接數(shù)碼顯示管；蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路:由單片機(jī)P2.1 (32)連接IOKΩ電阻，電阻串聯(lián)三極管、蜂鳴器(34)，該電路外接5V直流電源，三極管一極接地；壓力信號(hào)采集電路:由單片機(jī)TO (14)外接電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(4)，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路連接氣壓傳感器(3)，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路`和氣壓傳感器都要外接5V直流電源。
【文檔編號(hào)】G01L9/00GK203672544SQ201320881405
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月21日
【發(fā)明者】魯忠良, 付騰, 楊楠柯, 王寵惠, 李印爭(zhēng), 賈德祥, 肖保利, 宋志杰 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)