一種粉塵濃度檢測傳感器制造技術

一種粉塵濃度檢測傳感器，屬于礦用防護設施技術領域。包括用于輸出第一輸出電壓的I/V轉換電路、用于輸出第二輸出電壓的電壓放大電路、用于輸出第三輸出電壓的電壓跟隨電路和電源引入與信號輸出電路，電源引入與信號輸出電路的輸出端與I/V轉換電路、電壓放大電路和電壓跟隨電路連接，I/V轉換電路的輸出端與電壓放大電路連接，電壓放大電路的輸出端與電壓跟隨電路連接，電壓跟隨電路的輸出端與電源引入與信號輸出電路連接，所述的電壓放大電路包括電阻R1、R4、電容C5、C7和低噪聲可變增益儀表放大器U2,所述的電源引入與信號輸出電路包括插座J1、電容C9、C10和電阻R7。具有工作穩定性好、抗干擾能力強、采集數據準和可靠性好等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于礦用防護設施
，具體涉及ー種粉塵濃度檢測傳感器。
技術介紹
煤礦井下粉塵含量高，成分有害，工人長期在粉塵環境中工作，容易患塵肺?。环蹓m中含有易燃易爆成分，容易引起火災或爆炸事件；另外高濃度粉塵會加速機器磨損，縮短機器的使用壽命。粉塵濃度傳感器就是為了滿足現有煤礦監測井下粉塵濃度，利用激光散射原理開發的高科技傳感器。粉塵濃度傳感器主要用于礦山、水泥廠等粉塵作業場所，可連 續檢測存在易燃易爆可燃性氣體混合物的環境中浮游粉塵的濃度，能夠在自然風流狀態下實時地、就地、連續不間斷地監測顯示井下粉塵濃度，同時輸出與灑水噴霧的降塵裝置聯動的開關量信號，實現了測塵降塵的最佳效果，具有測量快速準確、靈敏度高、就地顯示、遠程信號、性能穩定等功能與特點。現階段已有的粉塵濃度傳感器主要有光學、射線、稱重式、電荷式幾種，其中光學式的使用最為廣泛。煤礦井下環境惡劣，光線很弱，普通光電ニ極管的探測精度差、靈敏度低，另外由于采集到的電流信號極小，需要經放大電路放大后才能供下級電路使用；而光電倍增管靈敏度很高、噪聲低、且不能受強光照射，適合在煤礦井下使用，它能將微弱光信號轉換成電信號，但在使用時需要提供較高的電壓，這在粉塵作業場所容易造成安全隱患，而且使用成本也較高。為此，能否提供ー種粉塵檢測精度高、制造成本低、又能安全使用并且工作可靠性優異的粉塵濃度檢測傳感器具有積極意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供ー種電路設計簡單、工作性能穩定、測量效果好并且工作可靠性優異的粉塵濃度檢測傳感器。本專利技術的目的是這樣來達到的，一種粉塵濃度檢測傳感器，包括用于輸出第一輸出電壓Voutl的I/V轉換電路、用于輸出第二輸出電壓Vout2的電壓放大電路、用于輸出第三輸出電壓Vout3的電壓跟隨電路和電源引入與信號輸出電路，電源引入與信號輸出電路的輸出端與I/V轉換電路、電壓放大電路和電壓跟隨電路連接，I/V轉換電路的輸出端與電壓放大電路連接，電壓放大電路的輸出端與電壓跟隨電路連接，電壓跟隨電路的輸出端與電源引入與信號輸出電路連接，所述的電壓放大電路包括電阻R1、R4、電容C5、C7和低噪聲可變增益儀表放大器U2,低噪聲可變增益儀表放大器U2的I腳接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接低噪聲可變增益儀表放大器U2的8腳，低噪聲可變增益儀表放大器U2的3腳接所述的I/V轉換電路輸出的第一輸出電壓Voutl，低噪聲可變增益儀表放大器U2的6腳輸出所述第二輸出電壓Vout2,低噪聲可變增益儀表放大器U2的7腳和電容C5的一端共同接正直流電源VCC，低噪聲可變增益儀表放大器U2的4腳和電容C7的一端共同接負直流電源-VCC，電容C5的另一端、電容C7的另一端和低噪聲可變增益儀表放大器U2的2、5腳共同接地；所述的電源引入與信號輸出電路，包括插座J1、電容C9、CIO和電阻R7，插座Jl的I腳和電容ClO的正極共同接正直流電源VCC，插座Jl的2腳和電容C9的負極共同接負直流電源-VCC，插座Jl的4腳接所述的電壓跟隨電路3輸出的第三輸出電壓Vout3，用于連接下級設備，電容C9的正極、電容ClO的負極、電阻R7的一端、電阻R7的另一端和插座Jl的3、5腳共同接地。本專利技術由于采用了上述結構，利用硅光電池代替傳統的光電ニ極管或光電倍增管將采集到的光信號轉換成電信號，在I/V轉換電路中采用了極低偏置電流運算放大器將電流放大并轉換成電壓進行輸出，在電壓放大電路中采用了低噪聲可變增益儀表放大器對I/V轉換電路中輸出的電壓進行放大處理，在電壓跟隨電路中采用了低噪聲、非斬波穩零的雙極性運算放大器作為跟隨器的主要處理部件，從而使本專利技術具有工作穩定性好、抗干擾能力強、采集數據準和可靠性好等優點。附圖說明 圖I為本專利技術的原理框圖。圖2為圖I所示的I/V轉換電路的電原理圖。圖3為圖I所示的電壓放大電路的電原理圖。圖4為圖I所示的電壓跟隨電路的電原理圖。圖5為圖I所示的電源引入與信號輸出電路的電原理圖。具體實施例方式為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本專利技術的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式結合附圖作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本專利技術方案的限制，任何依據本專利技術構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本專利技術的技術方案范疇。請參閱圖I，一種粉塵濃度檢測傳感器，包括I/V轉換電路I、電壓放大電路2、電壓跟隨電路3和電源引入與信號輸出電路4，所述的電源引入與信號輸出電路4將主電路提供的直流電源分別供給I/V轉換電路I、電壓放大電路2和電壓跟隨電路3，I/V轉換電路I的輸出端與電壓放大電路2連接，電壓放大電路2的輸出端與電壓跟隨電路3連接，電壓跟隨電路3的輸出端接電源引入與信號輸出電路4，由電源引入與信號輸出電路4將采集轉換得到的信號輸出給下級設備。請參閱圖2，前述的I/V轉換電路I包括硅光電池D1、電阻R2、R3、R5、電容Cl C3、C8和極低偏置電流運算放大器Ul，在本實施例中，所述的硅光電池Dl采用S1227，極低偏置電流運算放大器Ul采用AD549JH。其中硅光電池Dl將煤礦井下的光信號轉換成電信號，并將采集的信號電流Is送入極低偏置電流運算放大器Ul的2腳、3腳，電容CS起濾波作用，電阻R2、R3作為輸出放大的比例電阻，電容Cl、C3起電源濾波作用，電阻R5和電容C2對電路的輸出電壓進行阻容濾波，從而使下一級電路能得到純凈的輸入信號，第一輸出電壓Voutl與電流Is的比例關系為Voutl=Is*(R2+R3)請參閱圖3，前述的電壓放大電路2包括電阻Rl、R4、電容C5、C7和低噪聲可變增益儀表放大器U2，在本實施例中，所述的低噪聲可變增益儀表放大器U2采用AD623AR。其中低噪聲可變增益儀表放大器U2的3腳作為電路的輸入端接所述的I/V轉換電路I輸出的第ー輸出電壓Voutl，電阻Rl、R4作為比例放大電阻，電容C5、Cl起電源濾波作用，低噪聲可變增益儀表放大器U2的6腳輸出第二輸出電壓Vout2,第二輸出電壓Vout2與第一輸出電壓Voutl的比例關系為Vout2= (1+100K Q/(R1+R4))*VoutI。請參閱圖4，前述的電壓跟隨電路3包括電容C4、C6、電阻R6和雙極性運算放大器U3。在本實施例中，所述的雙極性運算放大器U3采用0P07CSZ，為低噪聲、非斬波穩零的雙極性運算放大器，其作為跟隨器使用，主要作用是降低輸出阻杭。雙極性運算放大器U3的2、6腳相連做反饋使用，電容C4、C6起電源濾波作用，電阻R6為限流電阻，通過該電阻輸出第三輸出電壓Vout3。請參閱圖5，前述的電源引入與信號輸出電路4包括插座Jl、電容C9、ClO和電阻R7，其中電容C9、C10起電源濾波作用，電阻R7為接地電阻，插座Jl為主電路電源輸入與第三輸出電壓Vout3輸出的接ロ。 綜上所述，本專利技術提供的技術方案克服了已有技術中的欠缺，達到了專利技術目的，體現了申請人所述的技術效果。權利要求1.一種粉塵濃度檢測傳感器,其特征在于包括用于輸出第一輸出電壓Voutl的I/V轉換電路(I)、用于輸出第二輸出電壓Vout2的電壓放大電路(2)、用于輸出第三輸出電壓Vout3的電壓跟隨電路(3)和電源引本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種粉塵濃度檢測傳感器，其特征在于包括用于輸出第一輸出電壓Vout1的I/V轉換電路(1)、用于輸出第二輸出電壓Vout2的電壓放大電路(2)、用于輸出第三輸出電壓Vout3的電壓跟隨電路(3)和電源引入與信號輸出電路(4)，電源引入與信號輸出電路(4)的輸出端與I/V轉換電路(1)、電壓放大電路(2)和電壓跟隨電路(3)連接，I/V轉換電路(1)的輸出端與電壓放大電路(2)連接，電壓放大電路(2)的輸出端與電壓跟隨電路(3)連接，電壓跟隨電路(3)的輸出端與電源引入與信號輸出電路(4)連接，所述的電壓放大電路(2)包括電阻R1、R4、電容C5、C7和低噪聲可變增益儀表放大器U2,低噪聲可變增益儀表放大器U2的1腳接電阻R1的一端，電阻R1的另一端接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接低噪聲可變增益儀表放大器U2的8腳，低噪聲可變增益儀表放大器U2的3腳接所述的I/V轉換電路(1)輸出的第一輸出電壓Vout1，低噪聲可變增益儀表放大器U2的6腳輸出所述第二輸出電壓Vout2，低噪聲可變增益儀表放大器U2的7腳和電容C5的一端共同接正直流電源VCC，低噪聲可變增益儀表放大器U2的4腳和電容C7的一端共同接負直流電源？VCC，電容C5的另一端、電容C7的另一端和低噪聲可變增益儀表放大器U2的2、5腳共同接地；所述的電源引入與信號輸出電路(4)包括插座J1、電容C9、C10和電阻R7，插座J1的1腳和電容C10的正極共同接正直流電源VCC，插座J1的2腳和電容C9的負極共同接負直流電源？VCC，插座J1的4腳接所述的電壓跟隨電路(3)輸出的第三輸出電壓Vout3，用于連接下級設備，電容C9的正極、電容C10的負極、電阻R7的一端、電阻R7的另一端和插座J1的3、5腳共同接地。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王雪華，陳小峰，陳新鋒，
申請(專利權)人：常熟市德虞礦山機電有限公司，
類型：發明
國別省市：