CN210037040U

CN210037040U - 一种爆炸冲击波探测器

Info

Publication number: CN210037040U
Application number: CN201920753341.4U
Authority: CN
Inventors: 司荣军; 薛少谦; 黄子超; 樊小涛; 杜宇婷
Original assignee: CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Current assignee: CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-05-23

Abstract

本实用新型涉及一种爆炸冲击波探测器，属于工业安全技术领域。该探测器包括依次连接的测量元件、信号处理电路和微处理器；所述信号处理电路包括信号放大电路和A/D转换电路；所述微处理器包括快速采集及处理单元和控制输出部分。测量元件将感应到的冲击波压力转换成模拟电信号，通过信号放大电路及A/D转换电路转换为可处理的数字信号。快速采集及处理单元1mS/次采集经转换后的冲击波压力数字信号，通过快速采集及处理单元设置阈值，若判定阈值控制输出信号。本实用新型能够准确快速探测爆炸产生的爆炸冲击波信息，并将探测信息传递给爆炸自动控制装备，控制爆炸范围，降低爆炸灾害损失。

Description

一种爆炸冲击波探测器

技术领域

本实用新型属于工业安全技术领域，涉及一种爆炸冲击波探测器。

背景技术

我国工业生产中，工贸、煤矿、危化、烟花爆竹、爆炸品等多种行业生产过程中存在着气体、粉尘、液体及固体爆炸的危险。近年来，也发生了多起气体、粉尘爆炸事故，不但造成了巨大的生命财产损失，而且社会影响恶劣。目前，爆炸危险行业生产作业场所，不但缺乏有效的自动爆炸控制装备，而且缺乏有效的爆炸信息探测技术，而对爆炸信息超前探测是爆炸控制的前提。生产过程危险品爆炸会产生爆炸冲击波，爆炸冲击波探测器能够及时准确的探测、捕捉到爆炸产生的冲击波，从而为后续的爆炸控制提供依据。但是，目前暂无可快速探测爆炸冲击波的探测器。因此，亟需一种可对爆炸冲击波压力快速准确感应的装置，能够对感应到并转换为电子信息的爆炸信号高速采集并分析判断。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种爆炸冲击波探测器，用于准确快速探测爆炸产生的爆炸冲击波信息，并将探测信息传递给爆炸自动控制装备，控制爆炸范围，降低爆炸灾害损失，提高存在爆炸危险作业过程的安全性，保护人民生命财产免受损失。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种爆炸冲击波探测器，包括依次连接的测量元件(1)、信号处理电路(2)和微处理器 (3)；所述信号处理电路包括信号放大电路和A/D转换电路；所述微处理器包括快速采集及处理单元和控制输出部分；

所述测量元件用于将感应到的冲击波压力转换成模拟电信号；所述信号放大电路用于放大模拟电信号；所述A/D转换电路用于将放大后的模拟电信号转换为数字信号；所述快速采集及处理单元用于高速采集并存储转换后的数字信号，然后与设置的阈值对比；所述控制输出部分用于控制输出超过阈值的数字信号。

进一步，该探测器还包括外壳，分为连接的外壳一段和外壳二段，外壳一段用于固定保护测量元件，外壳二段用于固定保护信号处理电路和微处理器。

进一步，所述测量元件安装在测量元件底座，测量元件底座上留有引气孔，为测量元件感应冲击波压力提供通道。

进一步，所述外壳一段采用螺纹连接方式安装于爆炸危险环境。

进一步，所述外壳二段呈L型，长端用于固定保护信号处理电路和微处理器，短端设置有接线口，用于将输出超过阈值的数字信号传递给爆炸自动控制装备。

进一步，所述外壳采用304不锈钢材质。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所述探测器可应用于爆炸危险场所，当发生爆炸时，爆炸表征为冲击波、火焰、温度等特征参数。本实用新型所述探测器能够准确快速探测爆炸产生的爆炸冲击波信息，并将探测信息传递给爆炸自动控制装备，控制爆炸范围，降低爆炸灾害损失，提高存在爆炸危险作业过程的安全性，保护人民生命财产免受损失。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型所述爆炸冲击波探测器内部连接图；

图2为本实用新型所述爆炸冲击波探测器整体结构图；

图3为信号放大电路和A/D转换电路的电路图。

附图标记：1-测量元件，2-信号处理电路，3-微处理器，4-测量元件底座，5-引气孔，6- 接线口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，为一种爆炸冲击波探测器，包括依次连接的测量元件1、信号处理电路2和微处理器3；信号处理电路包括信号放大电路和A/D转换电路；微处理器包括快速采集及处理单元和控制输出部分。该探测器还包括外壳，分为连接的外壳一段和外壳二段，外壳一段用于固定保护测量元件，外壳二段用于固定保护信号处理电路和微处理器。

测量元件用于将感应到的冲击波压力转换成模拟电信号；信号放大电路用于放大模拟电信号；A/D转换电路用于将放大后的模拟电信号转换为数字信号；快速采集及处理单元用于高速采集并存储转换后的数字信号，然后与设置的阈值对比；控制输出部分用于控制输出超过阈值的数字信号。

测量元件1安装在测量元件底座4，测量元件底座4上留有引气孔5，为测量元件感应冲击波压力提供通道。外壳一段采用螺纹连接方式与爆炸装置连接。外壳二段呈L型，长端用于固定保护信号处理电路和微处理器，短端设置有接线口6，用于将输出超过阈值的数字信号传递给爆炸自动控制装备。外壳选择304不锈钢作为外壳材料。

实施例一：

测量元件1选择高频压阻压力传感器(带宽可达100千赫兹)，在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。信号放大电路用于对微弱的电信号进行放大，A/D转换电路则是将放大的模拟电路信号转换为数字电信号，快速采集及处理单元设有高速采集芯片及SOC处理芯片，用于高速采集转换后的数字电信号，并与 SOC处理芯片设置阈值对比(阈值可自由设定)，同时，SOC的处理和存储能力，针对测量元件的温度特性、初始偏移和灵敏度的非线性进行智能化矫正和补偿，保障探测器的精度。

电源供电部分：采用SPX5205-3.3芯片为核心的电源模块，将一般直流电转换成稳定的直流电；还使用两个稳压二极管D1、D2保护，在该芯片被击穿的情况下的后级电路安全。其中，D1、D2是关键受控器件；最后，还连接有去耦电容，增加整个电气线路的稳定性，为各个器件提供稳定的电源。

数据采集及处理单元：采用以C8051F330芯片为核心的MCU控制和信号输出模块，主要包括控制传感器的高速采集等的所有操作以及在触发报警时的报警输出；

控制输出部分：采用以MAX3芯片为核心的485通信电平转换模块，主管数据收发。

信号放大电路、A/D转换电路：如图3所示，以AD7192芯片为核心的信号调理和AD转换模块，对测量元件传过来的微小信号进行放大，并进行模数转换。

该探测器工作流程：

测量元件将感应到的冲击波压力转换成模拟电信号，通过信号放大电路及A/D转换电路转换为可处理的数字信号。快速采集及处理单元1mS/次采集经转换后的冲击波压力数字信号，如超过设定的阈值，则输出控制信号，若小于设定的阈值，则不输出。可通过快速采集及处理单元设置阈值。针对爆炸危险场所，电路采用低功耗设计，满足防爆要求，降低能耗。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，该探测器包括依次连接的测量元件(1)、信号处理电路(2)和微处理器(3)；所述信号处理电路包括信号放大电路和A/D转换电路；所述微处理器包括快速采集及处理单元和控制输出部分；

所述测量元件用于将感应到的冲击波压力转换成模拟电信号；

所述信号放大电路用于放大模拟电信号；

所述A/D转换电路用于将放大后的模拟电信号转换为数字信号；

所述快速采集及处理单元用于高速采集并存储转换后的数字信号，然后与设置的阈值对比；

所述控制输出部分用于控制输出超过阈值的数字信号。

2.根据权利要求1所述的一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，该探测器还包括外壳，分为连接的外壳一段和外壳二段，外壳一段用于固定保护测量元件，外壳二段用于固定保护信号处理电路和微处理器。

3.根据权利要求2所述的一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，所述测量元件安装在测量元件底座，测量元件底座上留有引气孔，为测量元件感应冲击波压力提供通道。

4.根据权利要求2所述的一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，所述外壳一段采用螺纹连接方式安装于爆炸危险环境。

5.根据权利要求2所述的一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，所述外壳二段呈L型，长端用于固定保护信号处理电路和微处理器，短端设置有接线口，用于将输出超过阈值的数字信号传递给爆炸自动控制装备。

6.根据权利要求2所述的一种爆炸冲击波探测器，其特征在于，所述外壳采用304不锈钢材质。