CN102394690B - 一种矿用红外发送器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子技术领域，提供了一种矿用发送器，包括电源电路、总控制中心、模拟开关电路、恒流驱动电路以及红外输出电路，所述的电源电路分别与总控制中心、模拟开关电路以及恒流驱动电路相电连接并用于提供电源，总控制中心、模拟开关电路、恒流驱动电路以及红外输出电路依次电连接，总控制中心控制模拟开关电路工作，使恒流驱动电路驱动红外输出电路以恒定的功率发送信号。本发明的优点在于使用时安装在采煤机上，面对液压支架上的红外接收器，红外发送器发送的红外线信号不断被对面支架系统上的接收器接收，使液压支架电液控制系统随时知道采煤机的位置和方向，性能稳定可靠，保证了采煤机的工作效率，为综合机械化自动采煤提供了先决条件。

Description

一种矿用红外发送器

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种发送器，具体涉及一种矿用发送器。

背景技术

矿用红外发送器是在瓦斯、煤尘爆炸危险环境中使用的电子设备，主要用于煤矿井下采煤过程中不断发送采煤机的位置，与支架系统上接收器处在同一高度，当采煤机前行割煤时，安装在其上面的红外发送器发送的红外线不断被对面支架系统上的接收器接收，使液压支架电液控制系统随时知道采煤机的位置和运行方向，可以看出红外线信号用来反映煤机位置，是成组拉架、成组推溜、成组收护帮、成组喷雾及全自动推溜拉架控制过程中的重要参数，决定成组和全自动运行的过程，实现综合机械化自动采煤，现有的矿用红外发送器的缺点是内部电路在处理信号上不精确，运行稳定性差，不能很好的反映采煤机的位置，这样严重影响了采煤机的工作效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种适应性强，处理信号性能稳定可靠的矿用发送器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种矿用发送器，其特征在于，包括电源电路、总控制中心、模拟开关电路、恒流驱动电路以及红外输出电路，所述的电源电路分别与总控制中心、模拟开关电路以及恒流驱动电路相电连接并用于提供电源，所述的总控制中心、模拟开关电路、恒流驱动电路以及红外输出电路依次电连接，所述的总控制中心控制模拟开关电路工作，使恒流驱动电路驱动红外输出电路以恒定的功率发送信号。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

在上述的一种矿用发送器中，所述的电源电路包括保险器F1、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R20、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及直流稳压模块U4，所述的保险器F1和二极管D1串联连接，所述的保险器F1为自恢复保险，电容C1、电容C3和电容C5并联连接，电阻R1连接在电容C1和电容C5之间，二极管D2与电容C3并联，且一端连接在保险器F1和二极管D1之间，电容C1、电容C3以及电容C5为前级滤波电容，二极管D1是用于防止电源输入极性接反，二极管D4并联在直流稳压模块U4的输入端3脚和输出端2脚上，二极管D2、D4是用来防止过压冲击，电容C2和电容C4并联后连接在直流稳压模块U4的输出端2脚和4脚的共同输出端，电容C2和电容C4为后级滤波电容，直流稳压模块U4的接地端1脚分别与电容C1、电容C3、电容C5连接，直流稳压模块U4的输入端3脚与电阻R1和电容C5连接，实现短路保护，R1为限流电阻。

在上述的一种矿用发送器中，所述的模拟开关电路包括电平转换接口电路以及模拟开关U5，所述的电平转换接口电路用于控制模拟开关U5，主要包括芯片U6、芯片U8、二极管D5、二极管D6、电阻R8、电阻R9、电阻R5、电阻R11、电阻R6和电阻R17，所述的二极管D5与电阻R6串联连接后连接到芯片U8上，二极管D5的输入端与总控制中心连接，电阻R17的一端与电阻R6和芯片U8连接，另一端接地，电阻R8的一端连接到芯片U8上和模拟开关U5的第9脚，另一端连接到Vin上，所述的二极管D6与电阻R5串联连接后连接到芯片U6上，二极管D6的输入端与总控制中心连接，电阻R11的一端与电阻R5和芯片U6连接，另一端接地，电阻R9的一端连接到芯片U6上和模拟开关U5的第11脚，另一端连接到Vin上。

在上述的一种矿用发送器中，所述的模拟开关电路还包括基准电压电路，所述的基准电压电路包括芯片U9、U13、电阻RLA、电阻RLB、电阻R24、电阻R25、电阻R13、电阻R16、电容C7、C8、C9、C10，所述的电容C8、电阻R25、芯片U13以及电容C10并联连接，电阻RLB一端与电容C8和Vin连接，另一端与芯片U13和电阻R24连接，电阻R24的一端与芯片U13连接，另一端与电阻R25、电容C10以及模拟开关的第12脚连接，所述的芯片U13和电阻RLB产生基准电压加至恒流驱动电路的基准端上，所述的电容C7、电阻R16、芯片U9以及电容C9并联连接，电阻RLA一端与电容C7和Vin连接，另一端与芯片U9和电阻R13连接，电阻R13的一端与芯片U9连接，另一端与电阻R16、电容C9以及模拟开关的第5脚连接，所述的芯片U9和电阻RLA产生基准电压加至恒流驱动电路的基准端上。

在上述的一种矿用发送器中，所述的恒流驱动电路分为两路，每一路分别驱动8个红外线发射管D，红外线发射管每4个串联成一组，每两组并联成一路，在恒流驱动电路中设置有多组负反馈电路，其中一组包括芯片U2A、芯片U12A、电阻R7、R18，电阻R18一端连接在芯片U12A第1脚，另一端接地，芯片U2A的第3脚与模拟开关U5的第4脚连接，芯片U2A的第1脚与芯片U12A的第2脚连接，芯片U12A的输出端接4个串联成一组的红外线发射管，电阻R7与4个串联成一组的红外线发射管串联连接，所述的芯片U2A和芯片U12A构成负反馈使电流稳定在恒定值，使红外线发射管以恒定的功率发送信号。

在上述的一种矿用发送器中，所述的总控制中心为单片机U10，在单片机U10上连接有用于显示工作状态的工作指示灯。

在上述的一种矿用发送器中，本发送器发送的信号波长为830～950nm，发送角度为30度，发送距离为3m。

与现有技术相比，本发明的优点在于结构新颖、安装使用方便，只要安装在采煤机上，面对液压支架上的红外接收器，红外发送器发送的红外线不断被对面支架系统上的接收器接收，使液压支架电液控制系统随时知道采煤机的位置和方向，整个发送器电路适应性强，性能稳定可靠，保证了采煤机的工作效率，为综合机械化自动采煤提供了先决条件。

附图说明

图1是本矿用发送器的电路原理方框图；

图2是本矿用发送器的电源转换电路的原理方框图；

图3是本矿用发送器的电路图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

图中，电源电路1；总控制中心2；模拟开关电路3；电平转换接口电路31；基准电压电路32；恒流驱动电路4；红外输出电路5。

如图1所示，本矿用发送器是和接收器配合使用的，本发送器发送的信号波长为830～950nm，发送角度为30度，发送距离为3m，使用时安装在采煤机上，面对液压支架上的红外接收器，红外发送器发送的红外线信号不断被对面支架系统上的接收器接收，使液压支架电液控制系统随时知道采煤机的位置和方向，实现综合机械化自动采煤，在发送器上只要将四芯的电源和信号电缆插头直接插入插座即可，在插座上配有U形卡孔，这样当外部电缆插入后可以增加连接强度，保证连接的可靠性；而发送器最主要的是内部的电路组成，包括电源电路1、总控制中心2、模拟开关电路3、恒流驱动电路4以及红外输出电路5，电源电路1分别与总控制中心2、模拟开关电路3以及恒流驱动电路4相电连接并用于提供电源，总控制中心2、模拟开关电路3、恒流驱动电路4以及红外输出电路5依次电连接，总控制中心2控制模拟开关电路3工作，使恒流驱动电路4驱动红外输出电路5以恒定的功率发送信号。

具体来说，如图2和图3所示，电源电路1包括保险器F1、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R20、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及直流稳压模块U4，保险器F1和二极管D1串联连接，保险器F1为自恢复保险，电容C1、电容C3和电容C5并联连接，电阻R1连接在电容C1和电容C5之间，二极管D2与电容C3并联，且一端连接在保险器F1和二极管D1之间，电容C1、电容C3以及电容C5为前级滤波电容，二极管D1是用于防止电源输入极性接反，二极管D4并联在直流稳压模块U4的输入端3脚和输出端2脚上，二极管D2、D4是用来防止过压冲击，电容C2和电容C4并联后连接在直流稳压模块U4的输出端2脚和4脚的共同输出端，电容C2和电容C4为后级滤波电容，直流稳压模块U4的接地端1脚分别与电容C1、电容C3、电容C5连接，直流稳压模块U4的输入端3脚与电阻R1和电容C5连接，实现短路保护，R1为限流电阻；模拟开关电路3包括电平转换接口电路31、基准电压电路32以及模拟开关U5，电平转换接口电路31用于控制模拟开关U5，主要包括芯片U6、芯片U8、二极管D5、二极管D6、电阻R8、电阻R9、电阻R5、电阻R11、电阻R6和电阻R17，二极管D5与电阻R6串联连接后连接到芯片U8上，二极管D5的输入端与总控制中心2连接，电阻R17的一端与电阻R6和芯片U8连接，另一端接地，电阻R8的一端连接到芯片U8上和模拟开关U5的第9脚，另一端连接到Vin上，二极管D6与电阻R5串联连接后连接到芯片U6上，二极管D6的输入端与总控制中心2连接，电阻R11的一端与电阻R5和芯片U6连接，另一端接地，电阻R9的一端连接到芯片U6上和模拟开关U5的第11脚，另一端连接到Vin上；基准电压电路32包括芯片U9、U13、电阻RLA、电阻RLB、电阻R24、电阻R25、电阻R13、电阻R16、电容C7、C8、C9、C10，电容C8、电阻R25、芯片U13以及电容C10并联连接，电阻RLB一端与电容C8和Vin连接，另一端与芯片U13和电阻R24连接，电阻R24的一端与芯片U13连接，另一端与电阻R25、电容C10以及模拟开关的第12脚连接，芯片U13和电阻RLB产生基准电压加至恒流驱动电路4的基准端上，电容C7、电阻R16、芯片U9以及电容C9并联连接，电阻RLA一端与电容C7和Vin连接，另一端与芯片U9和电阻R13连接，电阻R13的一端与芯片U9连接，另一端与电阻R16、电容C9以及模拟开关的第5脚连接，芯片U9和电阻RLA产生基准电压加至恒流驱动电路4的基准端上。

总控制中心2为单片机U10，为了方便知道工作状态，在单片机U10上连接有用于显示工作状态的工作指示灯，恒流驱动电路4分为两路，每一路分别驱动8个红外线发射管D，红外线发射管每4个串联成一组，每两组并联成一路，在恒流驱动电路4中设置有多组负反馈电路，其中一组包括芯片U2A、芯片U12A、电阻R7、R18，电阻R18一端连接在芯片U12A第1脚，另一端接地，芯片U2A的第3脚与模拟开关U5的第4脚连接，芯片U2A的第1脚与芯片U12A的第2脚连接，芯片U12A的输出端接4个串联成一组的红外线发射管，电阻R7与4个串联成一组的红外线发射管串联连接，所述的芯片U2A和芯片U12A构成负反馈使电流稳定在恒定值，使红外线发射管以恒定的功率发送信号，其它几组也以同样的方式工作。

Claims (5)

1.一种矿用发送器，其特征在于，包括电源电路(1)、总控制中心(2)、模拟开关电路(3)、恒流驱动电路(4)以及红外输出电路(5)，所述的电源电路(1)分别与总控制中心(2)、模拟开关电路(3)以及恒流驱动电路(4)相电连接并用于提供电源，所述的总控制中心(2)、模拟开关电路(3)、恒流驱动电路(4)以及红外输出电路(5)依次电连接，所述的总控制中心(2)控制模拟开关电路(3)工作，使恒流驱动电路(4)驱动红外输出电路(5)以恒定的功率发送信号，所述的模拟开关电路(3)包括电平转换接口电路(31)以及模拟开关U5，所述的电平转换接口电路(31)用于控制模拟开关U5，主要包括芯片U6、芯片U8、二极管D5、二极管D6、电阻R8、电阻R9、电阻R5、电阻R11、电阻R6和电阻R17，所述的二极管D5与电阻R6串联连接后连接到芯片U8上，二极管D5的输入端与总控制中心(2)连接，电阻R17的一端与电阻R6和芯片U8连接，另一端接地，电阻R8的一端连接到芯片U8上和模拟开关U5的第9脚，另一端连接到Vin上，所述的二极管D6与电阻R5串联连接后连接到芯片U6上，二极管D6的输入端与总控制中心(2)连接，电阻R11的一端与电阻R5和芯片U6连接，另一端接地，电阻R9的一端连接到芯片U6上和模拟开关U5的第11脚，另一端连接到Vin上，所述的模拟开关电路(3)还包括基准电压电路(32)，所述的基准电压电路(32)包括芯片U9、U13、电阻RLA、电阻RLB、电阻R24、电阻R25、电阻R13、电阻R16、电容C7、C8、C9、C10，所述的电容C8、电阻R25、芯片U13以及电容C10并联连接，电阻RLB一端与电容C8和Vin连接，另一端与芯片U13和电阻R24连接，电阻R24的一端与芯片U13连接，另一端与电阻R25、电容C10以及模拟开关的第12脚连接，所述的芯片U13和电阻RLB产生基准电压加至恒流驱动电路(4)的基准端上，所述的电容C7、电阻R16、芯片U9以及电容C9并联连接，电阻RLA一端与电容C7和Vin连接，另一端与芯片U9和电阻R13连接，电阻R13的一端与芯片U9连接，另一端与电阻R16、电容C9以及模拟开关的第5脚连接，所述的芯片U9和电阻RLA产生基准电压加至恒流驱动电路(4)的基准端上。

2.根据权利要求1所述的一种矿用发送器，其特征在于，所述的电源电路(1)包括保险器F1、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R1、电阻R20、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及直流稳压模块U4，所述的保险器F1和二极管D1串联连接，所述的保险器F1为自恢复保险，电容C1、电容C3和电容C5并联连接，电阻R1连接在电容C1和电容C5之间，二极管D2与电容C3并联，且一端连接在保险器F1和二极管D1之间，电容C1、电容C3以及电容C5为前级滤波电容，二极管D1是用于防止电源输入极性接反，二极管D4并联在直流稳压模块U4的输入端3脚和输出端2脚上，二极管D2、D4是用来防止过压冲击，电容C2和电容C4并联后连接在直流稳压模块U4的输出端2脚和4脚的共同输出端，电容C2和电容C4为后级滤波电容，直流稳压模块U4的接地端1脚分别与电容C1、电容C3、电容C5连接，直流稳压模块U4的输入端3脚与电阻R1和电容C5连接，实现短路保护，R1为限流电阻。

3.根据权利要求1所述的一种矿用发送器，其特征在于，所述的恒流驱动电路(4)分为两路，每一路分别驱动8个红外线发射管D，红外线发射管每4个串联成一组，每两组并联成一路，在恒流驱动电路(4)中设置有多组负反馈电路，其中一组包括芯片U2A、芯片U12A、电阻R7、R18，电阻R18一端连接在芯片U12A第1脚，另一端接地，芯片U2A的第3脚与模拟开关U5的第4脚连接，芯片U2A的第1脚与芯片U12A的第2脚连接，芯片U12A的输出端接4个串联成一组的红外线发射管，电阻R7与4个串联成一组的红外线发射管串联连接，所述的芯片U2A和芯片U12A构成负反馈使电流稳定在恒定值，使红外线发射管以恒定的功率发送信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种矿用发送器，其特征在于，所述的总控制中心(2)为单片机U10，在单片机U10上连接有用于显示工作状态的工作指示灯。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种矿用发送器，其特征在于，本发送器发送的信号波长为830～950nm，发送角度为30度，发送距离为3m。