主通風(fēng)機(jī)是礦井的重要設(shè)備之一，它負(fù)責(zé)向井下輸送足夠量的新鮮空氣，稀釋有害氣體的濃度，帶走飛揚(yáng)的煤塵，確保安全、可靠、良好為在地下工作的工人提供質(zhì)量。工況、井下風(fēng)量的大小與作業(yè)環(huán)境密切相關(guān)，因此通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是礦井通風(fēng)最重要的參數(shù)之一。
現(xiàn)在很多礦山仍然采用傳統(tǒng)的方法通過讀取U形管內(nèi)的液壓差來判斷井下風(fēng)量來監(jiān)測井下風(fēng)量[]。西安科技大學(xué)開發(fā)的基于USB總線結(jié)構(gòu)的便攜式呼吸機(jī)性能測試分析虛擬儀器，采用測量風(fēng)速或動(dòng)壓來測量風(fēng)量[2]。傳統(tǒng)方法的測量精度受人為因素影響較大，無法連續(xù)測量。 Liman 等人開發(fā)的測量方法?？梢宰詣?dòng)測量風(fēng)量，但測量元件和測量方法復(fù)雜且成本高。本文采用差壓變送器作為收集元件，通過自制的壓力裝置產(chǎn)生壓力。計(jì)算機(jī)完成風(fēng)量的采集和計(jì)算，完成風(fēng)量的準(zhǔn)確采集和連續(xù)記錄，并完成相關(guān)預(yù)警，保證風(fēng)量的準(zhǔn)確性。對于監(jiān)測，該方法測量方法簡單，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，成本相對較低。廣泛應(yīng)用于礦井風(fēng)量測量。
2 差壓變送器的測量原理
微差壓變送器是一種電容式傳感器，它以可變參數(shù)電容器為傳感元件，將被測非電量變化轉(zhuǎn)換為電容變化，再通過測量線轉(zhuǎn)換為非電量測量裝置進(jìn)行電信號輸出
硬件和軟件設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)硬件包括傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、輸入/輸出接口電路計(jì)算機(jī)等[5]。負(fù)壓測試采用多路共享AD轉(zhuǎn)換方式，完成多個(gè)負(fù)壓值的測量。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。多個(gè)模擬信號通過傳感器連接到采樣1保持（S/H）設(shè)備，將待采集的信號發(fā)送到多路復(fù)用器。輸入 1 輸出 (I/O) 接口的最終數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換會將數(shù)字量傳輸?shù)街鳈C(jī)。
差壓變送器將傳感器和采樣/保持元件集成在一起，使用方便可靠。系統(tǒng)采用R8017數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，集成了模擬多路復(fù)用器和A/D轉(zhuǎn)換組件——一個(gè)模塊可同時(shí)采集8路模擬信號。 I/O連接設(shè)備選用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換模塊完成采集模塊與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)連接。
系統(tǒng)采用MCGS組態(tài)軟件結(jié)合VisualC++6.0和Office2007等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要完成系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量的定義、設(shè)備組態(tài)通道的連接和調(diào)試輸入信號的預(yù)處理。軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)負(fù)壓信號的精確采集和風(fēng)量的精確計(jì)算，自動(dòng)繪制系統(tǒng)數(shù)據(jù)曲線并生成數(shù)據(jù)報(bào)告。同時(shí)，軟件系統(tǒng)還設(shè)置了報(bào)警功能，對用戶的超限要求進(jìn)行報(bào)警，保證足夠的工作風(fēng)量和氣壓。
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