CN202057414U - 矿用噪声传感器 - Google Patents

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王杰
李德文
王树德
吴付祥
刘国庆
黄卫
张强
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Abstract

本实用新型公开了矿用噪声传感器，包括传感器、前置放大器、A计权选择器、衰减器、放大器、检波电路、单片机电路和显示电路，其特征在于：传感器接收外部声信号，将声压信号转换成电信号，输出到前置放大器；前置放大器将收到的信号进行阻抗变换后输出到A计权选择器；A计权选择器对收到的信号进行A计权，处理后输出到衰减器；A计权选择器的作用是模拟人耳对不同频率有不同灵敏度的听觉特性，对信号进行A计权；衰减器将收到的信号减到额定值，输出到放大器；放大器对收到的信号进行放大，使信号达到相应的输出，输出到检波电路；检波电路对收到的信号进行检波，输出有效值电压到单片机电路；非常适合我国煤矿使用。

Description

矿用噪声传感器
技术领域
    本实用新型涉及传感器，具体涉及矿用噪声传感器。
背景技术
地面噪声检测技术已经比较成熟，已从普通声级计发展到实施分析仪器, 国外如德国思百吉集团下属的丹麦B&K公司生产的B&K 2240型和2239型声级计、波兰SVAN7rEK公司推出的_款全数字化l级声学及振动测量仪SVAN912A(AE)、英国帕尔莎公司的Pulsar 30型声级计等都是噪声检测的多功能设备,国内一些单位纷纷推出了具有国际领先水平的噪声实时分析仪,但在煤矿井下等具有防爆要求的一些场所，现有噪声检测设备在防爆性能、通讯要求、电源等技术性能方面不能适应应用环境的要求。
实用新型内容
  本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种矿用噪声传感器。
为了解决上述问题，根据本实用新型的技术方案，矿用噪声传感器，包括传感器、前置放大器、A计权选择器、衰减器、放大器、检波电路、单片机电路和显示电路，其特点是：
传感器接收外部声信号，将声压信号转换成电信号，输出到前置放大器；
前置放大器将收到的信号进行阻抗变换后输出到A计权选择器；
A计权选择器对收到的信号进行A计权，处理后输出到衰减器；A计权选择器的作用是模拟人耳对不同频率有不同灵敏度的听觉特性，对信号进行A计权；
衰减器将收到的信号减到额定值，输出到放大器；
放大器对收到的信号进行放大，使信号达到相应的输出，输出到检波电路；
检波电路对收到的信号进行检波，输出有效值电压到单片机电路；
单片机电路对收到的信号进行处理后输出到显示电路；
显示电路将噪声值显示出来。
根据所述本实用新型所述的矿用噪声传感器的优选方案，所述单片机电路还将处理后的信号通过通讯电路发送到上位机；同时，单片机电路还通过通讯电路接收上位机发出的控制信号。
根据所述本实用新型所述的矿用噪声传感器的优选方案，该矿用噪声传感器还包括遥控器和红外遥控接收电路；
所述红外遥控接收电路接收遥控器发出的红外遥控信号，进行处理后输出到单片机电路。
根据所述本实用新型所述的矿用噪声传感器的优选方案，在检波电路和单片机电路之间还设置有A/D转换器；
检波电路对收到的信号进行检波，输出有效值电压到A/D转换器；
A/D转换器对收到的信号进行A/D转换后输出到单片机电路。
本实用新型所述的矿用噪声传感器的有益效果是：本实用新型利用传感器监测噪声信号，利用单片机进行数据处理，通过显示电路将噪声数据显示，利用通讯电路将传感器数据传输到上位机，同时，还能通过遥控器进行控制，使用方便，非常适合我国煤矿井下使用，具有极大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型所述的矿用噪声传感器的电路原理框图。
图2是本实用新型所述的通讯电路10的电路原理图。
图3是本实用新型所述的单片机电路8中单片机外围电路示意图。
图4是本实用新型所述的单片机电路8的程序流程框图。
具体实施方式
参见图1至图3，本实用新型所述的矿用噪声传感器，包括传感器1、前置放大器2、A计权选择器3、衰减器4、放大器5、检波电路6、单片机电路8、显示电路9、通讯电路10、遥控器11和红外遥控接收电路12，其中，传感器1、前置放大器2、A计权选择器3、衰减器4、放大器5、检波电路6、A/D转换器7、单片机电路8和显示电路9顺序连接，同时，单片机电路8的输入端还连接红外遥控接收电路12的输出端，红外遥控接收电路12的输入端连接遥控器11的输出端，单片机电路8还与通讯电路10连接，单片机电路8与通讯电路10之间信号为双向传输。其中：
传感器1接收外部声信号，将声压信号转换成电信号，输出到前置放大器2；
前置放大器2将收到的信号进行阻抗变换后输出到A计权选择器3；
A计权选择器3对收到的信号进行A计权，处理后输出到衰减器4；
衰减器4将收到的信号减到额定值，输出到放大器5；
放大器5对收到的信号进行放大，使信号达到相应的输出，输出到检波电路6；
检波电路6对收到的信号进行检波，输出有效值电压到单片机电路8；
单片机电路8对收到的信号进行处理后输出到显示电路9；所述单片机电路8还将处理后的信号通过通讯电路10发送到上位机；同时，单片机电路8还通过通讯电路10接收上位机发出的控制信号；
显示电路9将噪声值显示出来。
所述红外遥控接收电路12接收遥控器11发出的红外遥控信号，进行处理后输出到单片机电路8。
在本实用新型的具体实施例中，当单片机电路8所使用的单片机不包括A/D转换电路时，在检波电路6和单片机电路8之间还设置有A/D转换器7；
检波电路6对收到的信号进行检波，输出有效值电压到A/D转换器7；检波电路6可以采用均方根检波电路；
A/D转换器7对收到的信号进行A/D转换后输出到单片机电路8。
其中，显示电路9中采用有数码管驱动芯片MAX7219；红外遥控接收电路12中采用有红外遥控接收芯片BL9149上；
通讯电路10的电路原理图见图2，在中采用有通信芯片，可以采用MAX1487， 
单片机电路8中的单片机可以选择STC12C5A60S2，外围电路示意图如图3所示，单片机I/O口中的P1.5、P1.6、P1.7连接在数码管驱动芯片MAX7219上，为数码管驱动电路提供脉冲信号和数据；单片机I/O口中的P2.5接通信芯片MAX1487的RE端，来控制RS485通信时处于接收状态还是发送状态，单片机I/O口中的P3.0、P3.1连接通信芯片MAX1487的RO端和DI端，实现通信电路的数据传输；单片机I/O口中的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3端接在红外遥控接收芯片BL9149上，采集遥控器11的按键信号，来实现遥控功能；单片机I/O口中的P2.6端作为A/D采样口对噪声处理信号进行采样；单片机I/O口中的P2.7端为200～1000Hz频率输出口。
并且，在单片机电路8中设置有图4所示的程序，单片机程序工作流程如下：
系统开始运行时，首先读取设定的系统参数，判断是否有通信中断，若有，则执行中断服务程序，和上位机进行通信。若没有通信中断，则继续判断是否有遥控器信号接收，若有，则进入相应的遥控按键程序，执行完后返回。若没有遥控器信号接收，则开始进行噪声检测程序，依次进行采样，A/D转换、数字滤波、计算噪声声级值，计算完成后，显示结果并转换成频率值输出。
矿用噪声传感器的工作原理是：传感器1采用电容传声器接收外部声信号，将声压信号转换成电信号，经前置放大器2作阻抗变换后由A计权选择器3进行A计权，输出的信号由衰减器4减到额定值，并送到放大器5放大，使信号达到相应的输出，再经检波电路6输出有效值电压，经过A/D转换传给单片机电路8，由显示电路9将噪声值显示出来，同时通过通讯电路10将噪声值输出到上位机。

Claims (4)

1.矿用噪声传感器，包括传感器（1）、前置放大器（2）、A计权选择器（3）、衰减器（4）、放大器（5）、检波电路（6）、单片机电路（8）和显示电路（9），其特征在于：
传感器（1）接收外部声信号，将声压信号转换成电信号，输出到前置放大器（2）；
前置放大器（2）将收到的信号进行阻抗变换后输出到A计权选择器（3）；
A计权选择器（3）对收到的信号进行A计权，处理后输出到衰减器（4）；
衰减器（4）将收到的信号减到额定值，输出到放大器（5）；
放大器（5）对收到的信号进行放大，使信号达到相应的输出，输出到检波电路（6）；
检波电路（6）对收到的信号进行检波，输出有效值电压到单片机电路（8）；
单片机电路（8）对收到的信号进行处理后输出到显示电路（9）；
显示电路（9）将噪声值显示出来。
2.根据权利要求1所述的矿用噪声传感器，其特征在于：所述单片机电路（8）还将处理后的信号通过通讯电路（10）发送到上位机；同时，单片机电路（8）还通过通讯电路（10）接收上位机发出的控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的矿用噪声传感器，其特征在于：该矿用噪声传感器还包括遥控器（11）和红外遥控接收电路（12）；
所述红外遥控接收电路（12）接收遥控器（11）发出的红外遥控信号，进行处理后输出到单片机电路（8）。
4.根据权利要求3所述的矿用噪声传感器，其特征在于：在检波电路（6）和单片机电路（8）之间还设置有A/D转换器（7）；
检波电路（6）对收到的信号进行检波，输出有效值电压到A/D转换器（7）；
A/D转换器（7）对收到的信号进行A/D转换后输出到单片机电路（8）。
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