专利名称：矿山压力及温度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属煤矿安全检测仪器，特别涉及一种矿山压力及温度检测仪。
技术背景我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭开采越来越大，开采深度达到600米以上的矿井逐年增多，由于开采范围的扩大和开采深度的增加，使煤矿的地质条件更加复杂，矿山压力和地下温度不断增加，因此，目前在深井的矿区经常发生冲击地压，造成对矿井的破坏和人身的伤亡事故，所以对矿山压力及温度预报，从而判断和预防“冲击地压”的产生，对煤矿安全生产，减少人身伤亡事故的发生，是十分必要的，现有的矿山压力检测仪器灵敏度低，响应速度慢，动态范围小，防电磁干扰性差等不足。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种灵敏度高、响应速度快，动态范围大，防电磁干扰性好的矿山压力及温度检测仪。
本实用新型解决技术问题采用的技术方案是一种由相敏检波电路、前置放大电路、带通滤波电路、低通滤波电路和数码显示电路组成的矿山压力及温度检测仪，它的特点是在整个线路中设置了中央处理电路和光电接收电路；中央处理电路它包括单片机U3、时钟芯片U2、纽扣电池BATERY、晶体振荡器J1、J2、三极管Q、发光二极管D1、按键K1、K2、电容C1～C4和电阻R1～R4；U3的2脚接低通滤波电路中的放大器U10的3脚，4、5、6脚接U2的7、6、5脚，7脚接R1的一端，8脚接D1的一端，11脚接+5V电源，12脚接地，13脚接C3、J2的一端，14脚接J2的另一端和C4的一端，C3、C4另一端接地，31脚接地，32脚接+5V电源，34、35脚分别接数码显示电路中的数码显示器U4的3、2脚，39脚接K2的一端，40脚接K1的一端，K2另一端接R4一端，K1另一端接R3一端，R3、R4另一端接+5V电源；U2的1脚接BATERY的正极，2脚接C1、J1的一端，C1的另一端接BATERY的负极，3脚接J1的另一端和C2一端，C2另一端接地，8脚接地；Q的基极接R1的另一端，集电极接LS的一端，发射极接地；LS另一端接+5V电源.光电接收电路它包括放大器U6、光电探测器PIN、光束信号λ、电容C6和电阻R22；U6的1脚接PIN、R22一端，2脚接R22的另一端和C6一端，3脚接地，PIN另一端接电源VCC。
本实用新型的有益效果是该检测仪灵敏度高，响应速度快，动态范围大，防电磁干扰性好；适于远距离遥测，体积小，适于在恶劣和危险环境中应用。
以下结合附图以实施例具体说明。
图1示矿山压力及温度检测仪电路原理图。
图中，1-中央处理器电路原理图；2-相敏检波电路原理图；3-光电接收电路原理图；4-前置放大电路原理图；5-带通滤波电路原理图；6-低通滤波电路原理图；7-数码显示电路原理图；U1-模拟乘法器；U2-时钟芯片；U3-单片机；U4-数码显示器；U5-单片石英晶体滤波器；U6～U10-放大器；BATERY-纽扣电池；J1、J2-晶体振荡器；Q-三极管；LS-蜂鸣器；D1-发光二极管；K1、K2-按键；ZENER-稳压二极管；PIN-发光探测器；λ-光束信号；C1～C8-电容；R20、R21-可变电阻；R1～R19、R22～R34-电阻；具体实施方式
参照附图，一种由相敏检波电路2、前置放大电路4、带通滤波电路5、低通滤波电路6和数码显示电路7组成的矿山压力及温度检测仪，它的特点是在整个线路中设置了中央处理电路1和光电接收电路3；中央处理电路1它包括单片机U3、时钟芯片U2、纽扣电池BATERY、晶体振荡器J1、J2、三极管Q、发光二极管D1、按键K1、K2、电容C1～C4和电阻R1～R4；U3的2脚接低通滤波电路6中的放大器U10的3脚，4、5、6脚接U2的7、6、5脚，7脚接R1的一端，8脚接D1的一端，11脚接+5V电源，12脚接地，13脚接C3、J2的一端，14脚接J2的另一端和C4的一端，C3、C4另一端接地，31脚接地，32脚接+5V电源，34、35脚分别接数码显示电路7中的数码显示器U4的3、2脚，39脚接K2的一端，40脚接K1的一端，K2另一端接R4一端，K1另一端接R3一端，R3、R4另一端接5V电源；U2的1脚接BATERY的正极，2脚接C1、J1的一端，C1的另一端接BATERY的负极，3脚接J1的另一端和C2一端，C2另一端接地，8脚接地；Q的基极接R1的另一端，集电极接LS的一端，发射极接地；LS另一端接+5V电源。光电接收电路3它包括放大器U6、光电探测器PIN、光束信号λ、电容C6和电阻R22；U6的1脚接PIN、R22一端，2脚接R22的另一端和C6一端，3脚接地，PIN另一端接电源VCC；光束信号λ是来自于掘进或回条工作面打的测试深孔中安装的光纤传感器，光纤传感器测得不同的压力和温度发出不同的光束信号λ，传输给光电探测器PIN。
前置放大电路4它包括放大器U7、U8、电容C6～C14和电阻R23～R28；U7的1脚接R23、R24一端，R23另一端接C6另一端，2脚接C6、C7一端和+5V电源，C6、C7另一端接地，3脚接R24另一端C10一端，4脚接C8、C9一端和-5V电源，C8、C9另一端接地，5脚接R25一端，R25另一端接地；U8的1脚接R26、R27一端，R26的另一端接C10的另一端，2脚接C11、C12一端和+5V电源，C11、C12另一端接地，3脚接R29一端和R27另一端，4脚接C13、C14一端和-5V电源，C13、C14另一端接地，5脚接R28一端，R28另一端接地。
带通滤电波电路5它包括单片石英晶体滤波器U5、电容C15、C16和电阻R29、R30；U5的1脚接C15一端和R29的另一端，C15另一端接地，2脚接地，3脚接C16一端、R30另一端，C16另一端接地。
相敏检波电路2它包括模拟乘法器U1、放大器U9、稳压二极管ZENER、电容C5、电阻R5～R19和可变电阻R20、R21；U1的1脚接C5、R8、R9的一端，R9的另一端接R21的3脚，C5的另一端接R30的另一端，R8的另一端接地，R21的1脚接+5V电源，R21的2脚接-5V电源，2、3脚分别接R5的两端，4脚接R6的一端，5脚接R7一端，R6、R7另一端接地，14脚接ZENER一端和-5V电源，ZENER另一端接地，10脚接R16一端，R16另一端接R17的一端，R17另一端接地，8脚接R14一端，R14另一端接R15一端，R15另一端接+5V电源，12脚接R11、R13一端，6脚接R10、R12一端，R10、R11另一端接+5V电源；U9的1脚接R12另一端和R18一端，2脚接+5V电源，3脚接R18另一端和R31一端，4脚接-5V电源，5脚R13另一端和R19一端，R19另一端接R20的1脚，R20的2脚接3脚并接地。
低通滤波电路6它包括放大器U10、电容C17、C18和电阻R31～R34；U10的1脚接C18、C32一端，C18另一端接地，R32另一端接R31另一端和C17一端，2脚接+5V电源，4脚接-5V电源，5脚接R33、R34一端，R34另一端接C17另一端，R33另一端接地。
数码显示电路7由数码显示器U4组成；U4的1脚接+5V电源，4脚接地。
该检测仪的工作原理在掘进或回采工作面事先打好测试深孔，在孔中安装有光纤传感器，当顶板压力和环境温度发生变化时，由光纤传感器发出光束信号λ，传输给光电探测器PIN，经过光电接收电路3的信号处理，送到前置放大电路4和带能滤波电路5，来放大微弱信号、抑制噪声，对信号进行预处理，使相敏检波电路2相敏检波器和带通滤波电路5构成的带通滤波器，处在最佳工作状态，充分发挥它们抑制噪声的能力；相敏检波电路2采用了模拟乘法器U1和放大器U9，使双端输出变为单端输出；低通滤电路6具有输出阻抵抗低，放大能力高的优点；中央处理电路1中的单片机U3，它有8K的FLASH程序存储器，512字节的RAM数据存储器、256字节的E2POM数据存储器、8通道的10位模拟转换器，看门狗定时器WDT功能模块；在软件中，开启WDT，并通过程序中不断清楚WDT，来防止程序跑飞，以增加系统的抗干扰能力。
权利要求1.一种矿山压力及温度检测仪，由相敏检波电路(2)、前置放大电路(4)、带通滤波电路(5)、低通滤波电路(6)和数码显示电路(7)组成其特征在于在整个线路中设置了中央处理电路(1)和光电接收电路(3)；中央处理电路(1)它包括单片机U3、时钟芯片U2、纽扣电池BATERY、晶体振荡器J1、J2、三极管Q、发光二极管D1、按键K1、K2、电容C1～C4和电阻R1～R4；U3的2脚接低通滤波电路(6)中的放大器U10的3脚，4、5、6脚接U2的5、6、7脚，7脚接R1的一端，8脚接D1的一端，11脚接+5V电源，12脚接地，13脚接C3、J2的一端，14脚接J2的另一端和C4的一端，C3、C4另一端接地，31脚接地，32脚接+5V电源，34、35脚分别接数码显示电路(7)中的数码显示器U4的3、2脚，39脚接K2的一端，40脚接K1的一端，K2另一端接R4一端，K1另一端接R3一端，R3、R4另一端接5V电源；U2的1脚接BATERY的正极，2脚接C1、J1的一端，C1的另一端接BATERY的负极，3脚接J1的另一端和C2一端，C2另一端接地，8脚接地；Q的基极接R1的另一端，集电极接LS的一端，发射极接地；LS另一端接+5V电源。
2.根据权利要求1所述的矿山压力及温度检测仪，其特征在于光电接收电路(3)它包括放大器U6、光电探测器PIN、光束信号λ、电容C6和电阻R22；U6的1脚接PIN、R22一端，2脚接R22的另一端和C6一端，3脚接地，PIN另一端接电源VCC；光束信号λ是来自于掘进或回条工作面打的测试深孔中安装的光纤传感器，光纤传感器测得不同的压力和温度发出不同的光束信号λ，传输给光电探测器PIN。
专利摘要本实用新型属煤矿安全检测仪器，特别涉及一种矿山压力及温度检测仪，由相敏检波电路(2)、前置放大电路(4)、带通滤波电路(5)、低通滤波电路(6)和数码显示电路(7)组成，在整个线路中设置了中央处理电路(1)和光电接收电路(3)；中央处理电路(1)它包括单片机U
文档编号G01K11/32GK2874434SQ20052014583
公开日2007年2月28日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者付华, 尹丽娜 申请人:辽宁工程技术大学