杨宏民,罗海珠,牛广珂
(煤炭科学研究总院抚顺分院,辽宁抚顺113122)
摘 要:分析了用于煤矿井下风门控制的地感线圈工作原理、技术指标及其灵敏度的影响因素,并对其在矿车信号检测和风门自动控制方面的应用作了简要介绍。
关键词:地感线圈;矿用风门;自动控制
中图分类号:TD726 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2006)02-0037-03
风门是煤矿井下的主要通风设施之一,对其进行自动控制是现代化矿井通风、安全生产及灾变应急的关键技术之一。风门自动控制一般包括本地控制和远程控制,本地控制的核心单元是车辆、行人通过信号的检测装置,它是决定风门可靠性、稳定性的关键因素。一般的车辆信号检测方式主要有:光电感应、超声波检测、雷达微波检测、红外线检测、压力传感器、脉冲光源式光敏传感器、集电弓碰撞式水银开关以及接触式操作阀(限位开关)等。
1 车辆人员信号检测技术及其优缺点光电感应式分为直接接收式和反射接收式两种,缺点是容易受烟雾或粉尘遮挡的影响产生误动作。超声波、雷达微波及红外线检测方式结构复杂,安装维护比较困难。压力传感器方式是利用安装在轨道下面压敏传感器检测车辆信号的,往往寿命较短且易受污水、粉尘等腐蚀。脉冲光源式光敏传感器工作方式是在风门上安装光敏传感器,车辆上安装区别于照明光源的专用脉冲式光源。集电弓碰撞式水银开关的工作方式是在架线点机车的滑触线上安装水银开关,当点机车的集电弓滑过装有水银开关的滑触线时,将水银开关摆动20°以上的任意角度,使水银开关由断开状态转为导通状态,从而发出控制指令。此方式不适用于目前广泛采用的蓄电池机车和无轨胶轮车。地感线圈是一种埋于地下的电感线圈,能够感应金属物体通过时引起的电感量的变化,其优点是可封装并埋于地下,不受人为和自然破,工作稳定,适用寿命长;可分离人车信号,便于风门分级管理。
2 地感线圈的应用及其工作原理地感线圈近年来得到突飞猛进的发,已广泛地应用于交通、住宅小区和停车场等处的大门管理,但由于其防爆性问题未直接用于煤矿井下。众所周知,本安电路最关键的因素之一是电容和电感元件,而地感线圈本身就是一个大电感元件,检测电路也是一个基本的LC振荡回路。要解决防爆问题,首先要优化电路参数,合理匹配振荡回路的能量。煤炭科学研究总院抚顺分院经过大量的研究和试验,终于研制成功可用于煤矿井下的地感线圈,并利用它进行风门本地自动控制,大大地提高了风门自动控制的稳定性和可靠性,并实现了井下风门人、车分级控制管理。地感线圈的工作原理:在通电的情况下,地感线圈周围会产生稳定的电磁场,当有金属导电物质通过并切割磁力线时,磁场和线圈的电感量都会发生改变,这样就可以通过检测其电感量的变化来识别有无金属物体通过。
地感线圈的工作电路是一个典型的LC振荡电路,原理图如图1所示。其输出振荡信号为正弦信号,经过整形电路以后产生方波信号,计数器电路对信号的高电平进行计数,根据此计算出被测电感的值,并与初始值进行比较。当变化量大于设定值时,发出动作指令。
图1 地感线圈工作原理框图
