1、KJ70N 培训教材32第 五 节 GPD5000F 型 负 压 传 感 器一 简 介GPD5000F 型 负 压 传 感 器 ,是 一 种 用 于 监 测 煤 矿 井 下 巷 道 及 瓦 斯 抽 放 管 道 负 压 变 化的 模 拟 量 传 感 器 。 是 监 测 井 下 风 压 变 化 ， 确 保 矿 井 风 机 正 常 通 风 、 配 风 ， 保 证 瓦 斯 抽放 管 路 安 全 的 重 要 传 感 器 。 该 传 感 器 具 有 能 就 地 数 字 显 示 风 压 变 化 或 管 道 压 力 变 化 、输 出 多 种 信 号 、 性 能 可 靠 、 能 与 各 种 类 型 的 监 测
2、系 统 配 套 使 用 等 优 点 。二 用 途 、 功 能 和 特 点用 途 与 功 能 ： GPD5000F 型 负 压 传 感 器 主 要 用 于 检 测 煤 矿 风 机 、 瓦 斯 抽 放 管 道 05.00KPa 范 围 内 的 风 压 变 化 。 它 能 与 各 种 类 型 的 监 测 系 统 配 套 使 用 ， 24 小 时 昼 夜 连 续检 测 ， 并 自 动 将 检 测 到 的 风 压 变 化 量 转 换 成 标 准 电 信 号 输 送 给 与 之 相 连 的 关 联 设 备 。特 点 ： GPD5000F 型 负 压 传 感 器 在 电 路 上 ， 采 用 了 新 型 单
3、片 微 机 和 高 集 成 数 字 化电 路 , 简 化 了 电 路 结 构 , 增 加 了 整 机 的 可 靠 性 。 设 计 了 红 外 遥 控 调 校 零 点 、 灵 敏 度 功能 和 故 障 自 检 功 能 , 方 便 了 使 用 与 维 护 。 采 用 了 新 型 开 关 电 源 ,降 低 了 整 机 功 耗 ,增 加 了信 号 的 传 输 距 离 。结 构 上 ， 设 计 了 高 强 度 外 壳 ,增 加 了 传 感 器 抗 冲 击 能 力 。三 主 要 技 术 指 标基本误差：2 %。测量范围：0 kPa 5 kPa。输出频率模拟量信号：a) 频率范围 200 Hz 1000 H
4、z；b) 在整个频率范围内其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于 0.3ms；c）有源输出高电平电压应不小于 3V（输出电流为 2mA 时） ，有源输出低电平电压不大于 0.5V（输出电流为 2mA 时） 。传输电缆单芯截面积不小于 1.5mm2时，传感器到分站之间的传输距离应不小于 2km，基本误差符合要求规定。供电电压：直流 12V24V。工作电流：直流 18V 不大于 100mA显示功能：传感器具有 4 位数码管显示功能 传感器具有声光报警功能：a) 报警点应能在测量范围内任意设置，报警点与设定值的差值应不大于0.05 kPa；KJ70N 培训教材33b) 声信号响度在距其 1 m 远处应不小于
5、 80 dB（A） ，光信号应能在 20m 远处清晰可见。传感器具有断电控制信号输出功能，断电点能在测量范围内任意设置，断电点与设定值的差值不大于0.05 kPa，输出信号为高电平拉出电流为 2 mA 时电压幅度大于 3 V，低电平小于 0.5 V。传感器具有采用遥控器调校的功能。防爆形式: 矿用本质安全型 “ExibI” 。过载能力：120%最大测量值。四 工 作 原 理 和 主 要 结 构本传感器由供电电源、传感头、放大器、A/D 变换器、单片机、显示电路、输出电路等部分组成。传感器的电源部分向传感头提供工作电源，传感头把压力差变换成微弱的电信号，放大器把微弱的电信号加以放大然后由 A/D
6、 变换器将模拟的电信号变换成数字信号，单片机对数字信号进行运算和处理把压力值通过数码管显示出来，并且把压力值以频率信号或者电流信号输出。 主 要 结 构 ： GPD5000F 型 负 压 传 感 器 的 机 壳 采 用 不 锈 钢 冲 压 而 成 。 其 前 后 盖 合 缝 处设 计 有 防 尘 、 防 水 的 专 用 橡 胶 密 封 圈 ， 传 感 器 的 正 面 为 四 个 红 色 数 码 组 成 的 数 字 显 示窗 ， 清 晰 、 醒 目 。 整 个 设 计 新 颖 、 体 小 量 轻 、 调 节 方 便 。六 接 线 、 原 理 框 图 、 电 原 理 图 、 电 路 安 装 图四位
7、数码显示：第一位功能码显示如下：0 - 零点1 - 放大倍数2 - 报警点4 - 断电点5 - 复电点6 - 自检 7 - 复位8 - 电压 9 调自检点KJ70N 培训教材34传 感 器 与 关 联 分 站 连 接 图GPD5000F 型 负 压 传 感 器 原 理 框 图七 使 用 与 维 护在测量点的附近将固定支架埋入巷道侧壁或风机房的墙壁上，把传感器的提手悬挂在固定的支架上。将传感器有数码管显示的一面对自己，右下方的气孔接被测测点的负压(一般为风机)，左下方的气孔接正压（一般为大气压） ，气管连接要保证可靠密封。正确接线后方可通电，这时显示的值为被测测点的压力值,通电老化 15 分钟后
8、各种指标达到设计要求。LED 显示 看门狗 EEPROM信号输出89C51 单片机I/O 接口 A/D 转换器遥控调校开关电源 稳压电路 前置放大KJ70N 培训教材351 安 装安装示意图注意：1)固定支架应牢固可靠2)传感器应垂直固定3)安装地点应无淋水4)安装时应防止剧烈的冲击和振动2 传 感 器 的 基 本 调 校 :对传感器进行调整可以通过遥控器进行调整，也可以打开传感器的后盖通过电位器进行调整。遥控器面板图如下：将遥控器对准接收窗口，在有效的距离和角度范围内进行调节。遥控器上的指示灯是遥控器的发送指示。按键一直按着遥控器将连发，使用时请注意。KJ70N 培训教材36遥控器对传感器进
9、行调整用遥控器调零的方法：将传感器一般置于地面（0KPa） ，传感器正确接线通电，预热20 分钟后，在新鲜空气中观察 3 位 LED 数字显示是否为零，如果有偏差，按遥控器上的设置键，用“增加” “减小”键使第一位数码管显示“0” ，再按下执行键功能码数码管闪烁显示，此时可以通过“增加” “减小”键将数码管显示调为 0.00 完成零点调节。当调到所需的显示值 0.00 时松开按键，数码管显示调整后的零点值 ：L.即表示零点调整完毕,停一秒后恢复正常压力检测与显示。如这时显示无变化，应用零点栏的显示键观察零点是否已到上下限，零点达到上下限后即无法调整。按一下遥控器上零点栏的显示键,数码管即显示零
10、点: L.停一秒后恢复正常压力值的检测与显示。（零点 L 参数的范围在 0030 之间） 。用遥控器调整放大倍数的方法：调整放大倍数应在零点调整正确后按以下步骤进行，用标准浮球压力计给定固定压力值看传感器显示值和标准压力计的压力值是否相等，如果不等按下“功能” 键后，通过“增加” “减小 ”键是功能码显示“1” ，再按下执行键功能码数码管闪烁显示，此时可以通过“增加” “减小”键使得数码管显示的压力值和固定压力值相同。键调整完毕后闪烁显示放大系数一次。 （放大系数的调整的范围在 0.42.5 之间）报警点调整及显示：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管
11、显示 “2”，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数码管上的“2”闪烁，此种状态下表示可以对相应的值进行相应修改，此时按下“加/减”按键，根据所需的值进行相应的设置，当调到所需的值时松开按键(调的同时数码管一直在闪烁显示)，数码管显示调整后的报警点,停一秒后恢复测量与显示。 （报警点 A 的调整范围在 0.15.00 之间，出厂值：1.00）断电点调整及显示：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管显示“4” ，按下遥控器上的“ 执行”按键，此时小数码管上的“4”闪烁，此种状态下表示可以对相应的值进行相应修改，此时按下“加/减”按键，根据所需的值进行相应的设
12、置，当调到所需的值时松开按键(调的同时小数码管一直在闪烁显示)，数码管显示调整后的断电点,停一秒后恢复正常检测与显示。 （断电点 P 的调整范围在 0.15.00 之间,出厂值 1.50）复电点调整及显示：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管显示“5” ，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数码管上的“5”闪烁，此种状态下表示可以对相应的值进行相应修改，此时按下“加/减”按键，根据所需的值进行相应的设置，当调到所需的值时松开按键(调的同时小数码管一直在闪烁显示)，数码管显示调整后的复电点,停一秒后恢复正常检测与显示。 （复电点 F 的调整范围在 0.15
13、.00 之间,出厂值 1.00）KJ70N 培训教材37自检：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管显示“6” ，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数码管上的“6”闪烁，此时按下“加/减”按键(调的同时小数码管一直在闪烁显示)，传感器显示压力 2.50 kPa，同时输出与之对应的频率信号、报警信号、断电信号。放开+/-键恢复正常负压检测与显示。此时按下“功能”键，回到“6”的正常显示，同时负压也在正常检测.(出厂值:2.50)遥控复位功能：用遥控器对传感器进行调整后需对传感器进行复位。按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使
14、小数码管显示“7” ，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数码管上的“7”闪烁，单片机产生一次硬件复位，程序从头开始执行。电压显示功能：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管显示“8” ，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数码管上的“8”闪烁，此种状态下表示可以对相应的值进行相应修改，此时按下“加/减”按键(调的同时小数码管一直在闪烁显示)，显示器既闪烁显示电压值。此时按下“功能”键，回到“8”的正常显示，同时正常检。自检点调整：按下遥控器上的“功能”键，小数码管显示“0”,再按下“加/减” 键，使小数码管显示“9” ，按下遥控器上的“执行”按键，此时小数
15、码管上的“9”闪烁，此种状态下表示可以对相应的值进行相应修改，此时按下“加/减”按键，根据所需的值进行相应的设置，当调到所需的值时松开按键(调的同时小数码管一直在闪烁显示)，数码管显示调整后的自检点,停一秒后恢复正常检测与显示。 （自检点 J 的调整范围在 0.15.00 之间）电位器则对传感器进行调整如打开传感器的后盖用电位器则对传感器进行调零的方法：电位电位器 P1 用于零点调整当传感器的传感头在空气中时，这时压力值应为 0.00 0.01 如果不等，通过调节P1 使数码管显示的压力值为 0.01（这时 IC9 的 2 脚的电压应是 0.15 V） 。3 传 感 器 的 维 护 ） 本 传
16、 感 器 应 固 定 专 人 使 用 。 使 用 时 ， 应 严 格 按 照 使 用 说 明 书 的 要 求 进 行 操 作 。非 专 职 人 员 禁 止 随 便 拆 开 仪 器 和 按 动 按 键 等 。 ） 传 感 器 在 使 用 中 必 须 避 免 猛 烈 摔 打 和 碰 撞 。 ） 本 传 感 器 的 零 点 、 精 度 需 定 期 调 校 。 调 校 期 限 一 般 为 三 周 一 次 ， 若 零 点 和 精 度显 示 未 超 差 ， 则 可 继 续 使 用 。 ） 传 感 器 在 使 用 中 应 及 时 擦 拭 、 清 扫 气 室 及 仪 器 外 部 的 煤 尘 ， 确 保 传 感
17、 器 的 正 常工 作 和 清 洁 、 美 观 。KJ70N 培训教材38八 传 感 器 的 常 见 故 障 处 理1 遥 控 问 题当 传 感 器 出 现 接 受 不 到 遥 控 信 号 的 故 障 现 象 时 ,首 先 检 查 遥 控 器 电 池 是 否 有 电 ,如 确 认有 电 后 ， 可 更 换 传 感 器 线 路 板 上 数 码 管 旁 边 的 (SFH)红 外 接 收 头 。当 显 示 窗 内 小 数 码 管 显 示 的 数 字 乱 跳 而 无 法 控 制 时 ,也 可 更 换 SFH。2 显 示 ”8.88”或 其 他 不 明 字 符当 传 感 器 出 现 显 示 ”8.88”
18、等 其 他 不 明 字 符 或 反 复 显 示 ”00.00”的 故 障 现 象 时 ； 可 能 是 因 为 传 感 器 与 分 站 相 距 太 远 ， 造 成 电 缆 铺 设 过 长 而 引 起 。 这 种 情 况 可 通 过 适 当缩 短 传 感 器 与 分 站 间 的 距 离 ， 或 增 加 分 站 的 方 法 解 决 。 若 分 站 就 在 传 感 器 附 近 ， 则 需 检 查 GPD5000F 型 负 压 传 感 器 内 的 IC3(7805)是 否 完 好 。正 常 状 态 下 IC3 在 输 入 18V 左 右 的 电 压 时 ,输 出 应 为 5V 左 右 。 如 IC3 完 好 ,则 应 检 查 传感 器 器 内 的 芯 片 是 否 有 脱 落 现 象 。
