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1 概述
GFW15風(fēng)速傳感器(以下簡稱傳感器),主要用于煤礦井下各種坑道、風(fēng)口、扇風(fēng)機(jī)井口等處的風(fēng)速、風(fēng)量的檢測,以確保生產(chǎn)安全。
2 適應(yīng)的環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度: 0℃~+40℃;
b) 濕度: ≤98%;
c) 大氣壓力: 80kPa~116kPa;
d) 無顯著振動和沖擊的場合;
e) 煤礦井下有甲烷爆炸性混合物但無破壞絕緣和腐蝕性氣體的場合。
3 主要技術(shù)指標(biāo)
3.1 防爆型式
礦用本質(zhì)安全型,防爆標(biāo)志為:“ExibⅠMb”。
3.2 供電電源
a)工作電壓:直流 9V~24V;
b)工作電流:≤50mA。
3.3 測量范圍:0.4m/s~15m/s。
3.4 基本誤差:在測量范圍內(nèi)不超過±0.3m/s。
3.5 分辨率:0.1m/s。
3.6 輸出信號(出廠時只有一種)
3.6.1 RS485信號
a) 半雙工通信方式,傳輸速率:2400bps;
b) 信號電壓峰峰值:2V~12V;
c) 較大傳輸距離:不小于2km(使用MHYV煤礦用電纜,其單芯截面積為1.5mm2)。
3.6.2 頻率信號
a) 信號范圍:200Hz~1000Hz(線性對應(yīng)0 m/s~15m/s)頻率信號;
b) 信號的正、負(fù)脈沖寬度:≥0.3ms;
c) 高電平不小于3.0V(拉電流為2mA時),低電平不大于0.5V(灌電流為2mA時)。
3.6.3 電流信號
a) 1mA~5mA或4mA~20mA 電流信號(線性對應(yīng)0 m/s~15m/s,也可選為0~5mA或者0~20mA);
b) 負(fù)載能力:1mA~5mA時≥800Ω;4mA~20mA時≥200Ω。
3.7 響應(yīng)時間
傳感器的響應(yīng)時間:≤8s。
3.8 聲光報警功能
a) 傳感器能在測量范圍內(nèi)設(shè)置報警點(出廠設(shè)為8m/s),報警顯示值與設(shè)定值的差值不大于0.1m/s;
b) 報警聲級強(qiáng)度在其1m遠(yuǎn)處的聲響信號的聲級不小于80dB(A);光信號在黑暗環(huán)境中20m遠(yuǎn)處清晰可見。
4 主要結(jié)構(gòu)特征及工作原理
4.1 外形尺寸及重量
a) 外形尺寸(如圖1,長×寬×高):252mm×126mm×51mm;
b) 重量:約1kg。
4.2 工作原理
根據(jù)卡曼渦街理論,在無限界流場中插入一根無限長的非線性阻力體時(阻力體稱旋渦發(fā)生體),則在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)(Red=200~5*10000),阻力體下游兩側(cè)會產(chǎn)生兩排交替的、內(nèi)旋的旋渦列,而其旋渦率正比于流速(見下圖2),公式表示為:
f = St V / d
式中:f —— 旋渦頻率 St—— 常數(shù)(斯特拉哈爾數(shù)范圍為0.21)
V —— 風(fēng)速 d —— 旋渦發(fā)生體線徑
從上式可以看出,只要測出f,就可以計算出風(fēng)速V,這樣測量風(fēng)速就歸結(jié)為測量旋渦頻率,而超聲波風(fēng)速傳感器就是利用超聲波被旋渦調(diào)制的原理來測定旋渦頻率的。

