[發明專利]礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器

無效

• 申請號: 201410454614.7
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104197896A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王國法;侯剛;趙國瑞;任懷偉;張德生;劉新華
• 申請（專利權）人: 天地科技股份有限公司
• 主分類號: G01C9/12
• 分類號: G01C9/12;G01C1/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器，具體地說是一種集成化程度高、雙路徑傳輸、微功耗、無需外供電的傾角傳感器。

背景技術

隨著煤礦井下大型設備的不斷增多，對大型設備工作情況進行實時和定時掌握就顯得尤為重要，例如大采高工作面所用的液壓支架高度已達7米多，對液壓支架的頂梁、掩護梁、底座等設備部件的角度監測掌握液壓支架的工況，對綜采安全生產和設備有效正確的使用有很大的實際意義，但因為液壓支架高度和煤礦特殊工作條件的限制，用普通的角度測量方式不能有效的利用。因此礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器的發明能有效的解決了礦用設備角度測量的實際問題。

發明內容

本發明的目的在于解決煤礦設備角度測量的問題，提供了礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器的解決方法，為煤礦設備的安全生產提供有力的安全保障。

為實現上述目的，本發明提供一種礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器，包括用于水平傾斜角度和仰俯角度測量的雙軸角度單元，用于模擬量與數字量轉化的AD采集器，用于數據處理和管理的微功耗處理器，用于檢測數據校準的校準數據處理器，用于數據通信的RS485模塊和無線通信模塊，用于傳感器供電的電池，用于傳感器節電的電源管理。

所述雙軸角度單元采用歐洲進口傾角單元，電容微型擺錘原理。利用地球重力原理，當傾角單元傾斜時，地球重力在相應的擺錘上會產生重力的分量，相應的電容量會變化，通過對電容量處量放大，濾波，轉換之后得出傾角。

所述AD采集器采用高精度AD差分轉換器，實現雙軸角度單元輸出模擬量數據轉換為處理器可以采集處理的數字量信號。

所述微功耗MCU處理器通過多級慮波算法得出當前的水平面傾斜角度和仰俯角度。

所述校準數據處理器通過內置了高精度數字溫感器，可根據內置溫度傳感器的變化修正傳感器溫度漂移，保證產品在低溫與高溫環境下的高準確性。

所述的RS485和無線通信模塊，使傾角傳感器數據通信也可以通過485總線的方式將數據向上一級發送數據，也可用通過可通過設定無線模塊的頻段及通信方式，通過無線通信的方式將數據向上一級發送數據。

所述的傾角傳感器數據采集的方式有兩種，一種是連續的實時采集方式，另一種是按照設定的時間定時采集數據。

所述的傾角傳感器工作方式和其它參數的設定，可以通過有線和無線兩種方式進行設定。

所述的電池采用高容量的鋰亞電池，提供傳感器工作時所需電量。

所述的智能電源切換、轉換、管理單元，用于自動判斷傳感器采用電池供電還是外部電源供電，根據不同的供電方式轉換為傳感器所需要的供電電壓，電源管理是在采用定時采集工作模式的情況下，通過電源管理實現在不采集數據的時間內，傳感器絕大多數元器件進入深度休眠的工作模式，極大的降低了傳感器的整體功耗。

本發明具有的優點和積極效果是：

本發明的礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器填補了煤礦無線傾角傳感器領域的這一空白，有效解決了礦用設備角度測量的實際問題，通過礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器對設備水平傾斜和仰俯角度的測量，保證了礦用設備的安全生產，降低了發生事故的幾率，具有集成化程度高、安全可靠等優點。

附圖說明

圖1是本發明礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器結構組成。

具體實施方式

下面結合附圖1對本發明的礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器做進一步詳細闡述。

如圖1所示，礦用本安型微功耗無線兼有線通信自供電傾角傳感器流程如下：

步驟1，通過雙軸角度單元將設備當前的水平傾斜角度仰俯角度檢測出來；

步驟2，通過AD采集器對雙軸角度單元檢測的角度進行模擬量到數字量的轉化，將模擬量信號轉化為處理器可以處理的數字量信號；

步驟3，微功耗MCU處理器對傾角數據進行接收、處理和存儲；

步驟4，校準數據處理器通過高精度數字溫度感器，根據無線傾角傳感器的內部溫度變化，通過系列算法對傾角傳感器的溫度漂移進行修正，保證傳感器在低溫與高溫環境下高度穩定性和可靠性；

步驟5，通過處理器的串口連接無線通訊模塊，由處理器的內部程序，以連續采集或定時的方式經由無線模塊將水平傾斜角度、仰俯角度和電池電量信息向上位機發送出去；