CN202352045U - 一种便携式高压注水实时图像监控数据采集仪 - Google Patents
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Abstract
一种便携式高压注水实时图像监控数据采集仪，包括设在高压注水管上的压力、流量变送器，压力、流量变送器分别经工业总线连接至主控微处理器，主控微处理器包括AD转换器、键盘、内存、PC处理器、DA转换器、USB协议转换芯片，AD转换器、键盘的输出端与内存的输入端相连，内存的输出端分别与DA转换器、USB协议转换芯片、PC处理器相连接，通过AD转换器将接收到的压力、流量模拟信号转换为数字信号输入内存，经PC处理器对高压注水参数设定值和压力、流量数字信号进行处理，经DA转换器将内存中的压力、流量数字信号转换成模拟信号，通过液晶显示器实时显示高压注水管的压力、流量曲线，并通过USB协议转换芯片将压力、流量的数字信号存储至U盘，同时将PC处理器后的压力、流量数字信号传输至高压泵控制系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实时图像监控数据采集仪，尤其是一种便携式能够实时监测控制高压注水的实时图像监控数据采集仪。
背景技术
目前，我国煤矿现有的煤岩层高压注水监测设备只能满足流量、压力单一性监测，并且实时监测性和监测效果并不理想，一般是隔一定时间后再以数据的形式显示，不能以曲线的形式在屏幕上实时显示。并且现有的高压注水监测设备大多是通过人工读取压力、流量数据和人工进行数据参数的调节，所以当对高压注水的数据参数分析要求较高时，人工调节显然无法满足要求。因此国内煤矿现有的高压注水（水力致裂）监控设备无法满足对实时多路数据参数曲线的要求，更无法以较高的频率记录存储数据，从而导致许多的工程效果只能是通过后期的采掘工程和数据分析才能判断，以至于在工程施工中具有很大的盲目性，所以给监测、控制高压注水施工造成很多困难。
发明内容
本实用新型的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、使用方便、易于监控、效果好的便携式高压注水实时图像监控数据采集仪。
本实用新型的便携式高压注水实时图像监控数据采集仪，包括设在高压注水管上的压力变送器和流量变送器，压力变送器和流量变送器分别经工业总线连接至主控微处理器，主控微处理器包括AD转换器、键盘、内存、PC处理器、DA转换器、USB协议转换芯片，AD转换器、键盘的输出端与内存的输入端相连，内存的输出端分别与DA转换器、USB协议转换芯片、PC处理器相连接，通过主控微处理器的AD转换器将接收到的压力、流量模拟信号转换为压力、流量数字信号输入内存，经PC处理器对键盘输入到内存的高压注水参数设定值和内存接收到的压力、流量数字信号进行处理，经DA转换器将内存中的压力、流量数字信号转换成压力、流量的模拟信号，通过液晶显示器实时显示高压注水管的压力、流量曲线，并通过USB协议转换芯片将压力、流量的数字信号存储至U盘，同时将PC处理器后的压力、流量数字信号传输至高压泵控制系统。
所述的压力变送器的型号为JYB-KH60，流量变送器的型号为LWY-10；单片机PC处理器为25.4MHz CPU的C8051F410；USB协议转换芯片的型号为CH376。
有益效果：本实用新型可以实时监测显示压力、流量的多路曲线，并且在工作期间，可以通过键盘输入、更改相对应的参数设置，从而满足在高压注水过程中将实时采集的数据按照相应的参数设置进行分析处理，同时产生可以控制高压泵控制系统的信号，进而能够通过预先设定好的参数进行自动化高压注水操作，所有的数据和设备运行状态将通过U盘记录下来。本实用新型通过调节电池组数量最长可以连续工作一个月，而且体积较小，重量只有25Kg左右，考虑到煤矿井下施工时的安全性，对仪器配置了隔爆外壳，可以在煤矿等恶劣环境下长时间稳定工作。矿用隔爆型便携式高压注水监控仪可以在压力与流量传感器上安装无线装置，监控仪主体可实现无线监控，使监控仪更具安全性和方便性。其优点：能够实时显示多路数据参数曲线，所采集的数据可以供技术人员现场决策，并设定相应的控制参数，存储记录所得的数据，同时该仪器具有很好的便携性。该仪器不仅可以实时监测显示高压注水实测参数的多路曲线，并能够通过人工设定高压注水参数来实现高压注水的自动化控制，而且记录的数据可以方便地和计算机进行交互。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进行进一步的说明：
一种便携式高压注水实时图像监控数据采集仪，包括设在高压注水管上的压力变送器和流量变送器，压力变送器的型号为JYB-KH60，流量变送器的型号为LWY-10，并且任意符合国标规定的4-20mA变送器均可以应用于本仪器；压力变送器和流量变送器分别经工业总线连接至主控微处理器，主控微处理器包括AD转换器、键盘、内存、PC处理器、DA转换器、USB协议转换芯片，AD转换器、键盘的输出端与内存的输入端相连，内存的输出端分别与DA转换器、USB协议转换芯片、PC处理器相连接，其中AD、DA转换器为美国原装进口载有12位双精度的转换器；PC处理器为25.4MHz CPU的C8051F410；USB协议转换芯片的型号为CH376。通过主控微处理器的AD转换器将接收到的压力、流量模拟信号转换为压力、流量数字信号输入内存，经PC处理器对键盘输入到内存的高压注水参数设定值和内存接收到的压力、流量数字信号进行处理，经DA转换器将内存中的压力、流量数字信号转换成压力、流量的模拟信号，通过液晶显示器实时显示高压注水管的压力、流量曲线，并通过USB协议转换芯片将压力、流量的数字信号存储至U盘，同时将PC处理器后的压力、流量数字信号传输至高压泵控制系统。
工作原理及工作过程：
1）利用三通和快速接头将便携式高压注水实时图像监控数据采集仪的压力变送器与流量变送器连接到高压注水管上，并且在高压注水前，应首先运行本仪器，本仪器会进行自检，当检测仪器各项工况正常后，则进入高压注水参数设置系统，此时可以通过键盘输入相对应的高压注水参数并将其传递给PC处理器，高压注水参数设置完成后，PC处理器将通过有线或者无线网络的方式把相应的控制信息传输至高压泵控制系统，随后高压泵开始注水。
2）本仪器进入自动监测控制界面，PC处理器会等待一定时间段（可以任意设定时间段长度，默认为1秒）到来，相应时间事件条件满足后，PC处理器会通过有线或者无线网络的方式向压力变送器和流量变送器查询当前高压注水的压力、流量数据情况。
3）通过主控微处理器的AD转换器将接收到的压力、流量模拟信号转换为压力、流量数字信号输入内存，随后PC处理器会将当前压力、流量的数字信号与之前通过键盘已经输入好的目标参数进行对比。
4）对比完成后，PC处理器通过相应的程序算法得出适当的调节方法，再通过工业总线将压力、流量的数字信号传递给高压泵控制系统，从而使高压泵做出相对应的动作。
5）与此同时PC处理器会将运算后的压力、流量的数字信号通过DA转换器转换成压力、流量的模拟信号，并通过工业总线将高压注水管的压力、流量的模拟信号传递给液晶显示器，从而使实时压力、流量曲线图像按照事先设定的时间间隔不停地刷新至液晶显示器上。
6）并且PC处理器会查询当前压力、流量的参数设置，若要求传输数据时，PC处理器会编制存储文件信息以便通过USB控制芯片存入U盘。
在高压注水期间，本仪器可以通过键盘随时更改高压注水的对比参数，随后PC处理器会再次通过相应的程序算法对当前的压力、流量数字信号与更改后的高压注水参数进行对比计算，然后根据对比计算结果调整当前的高压注水参数，并再次将压力、流量的数字信号传输至高压泵控制系统，从而使高压泵随着高压注水参数的改变做出相应的动作。
Claims (2)
1.一种便携式高压注水实时图像监控数据采集仪，其特征在于：它包括设在高压注水管上的压力变送器和流量变送器，压力变送器和流量变送器分别经工业总线连接至主控微处理器，主控微处理器包括AD转换器、键盘、内存、PC处理器、DA转换器、USB协议转换芯片，AD转换器、键盘的输出端与内存的输入端相连，内存的输出端分别与DA转换器、USB协议转换芯片、PC处理器相连接，通过主控微处理器的AD转换器将接收到的压力、流量模拟信号转换为压力、流量数字信号输入内存，经PC处理器对键盘输入到内存的高压注水参数设定值和内存接收到的压力、流量数字信号进行处理，经DA转换器将内存中的压力、流量数字信号转换成压力、流量的模拟信号，通过液晶显示器实时显示高压注水管的压力、流量曲线，并通过USB协议转换芯片将压力、流量的数字信号存储至U盘，同时将PC处理器后的压力、流量数字信号传输至高压泵控制系统。
2.所述权利要求1的便携式高压注水实时图像监控数据采集仪，其特征在于：所述的压力变送器的型号为JYB-KH60；流量变送器的型号为LWY-10；单片机PC处理器为25.4MHz CPU的C8051F410；USB协议转换芯片的型号为CH376。
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