一種網(wǎng)絡(luò)傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供基于IEEE1451.2的測量粉塵濃度的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其由四部分組成：前端傳感器、智能傳感器接口模塊、TII接口模塊、網(wǎng)絡(luò)適配器模塊，克服了現(xiàn)有傳感器上位網(wǎng)絡(luò)不兼容、前端傳感器不互換的缺點，提高了傳感器的網(wǎng)絡(luò)兼容性和互操作性，實現(xiàn)礦井下采集粉塵濃度的網(wǎng)絡(luò)共享。
【專利說明】一種網(wǎng)絡(luò)傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦山環(huán)境檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種測量煤礦粉塵濃度的網(wǎng)絡(luò)傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]粉塵是懸浮在空氣中的固體微粒，是保持地球溫度的主要因素之一，大氣中過多或過少的粉塵都將對環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。但在生活和工作中，生產(chǎn)性粉塵是人類健康的天敵，是誘發(fā)多種疾病的主要原因之一，特別是煤礦粉塵，濃度過高，會潛伏著煤塵爆炸的危險，同時會增大礦工患塵肺病的幾率。因此，建立智能化、網(wǎng)絡(luò)化的粉塵檢測體系、對粉塵進行多參量智能檢測，為職能部門提供更科學(xué)、準(zhǔn)確的粉塵濃度等參數(shù)，對于煤礦進行有效的防塵和控塵，保證煤礦安全生產(chǎn)、防止塵肺病發(fā)生和提高環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。
[0003]目前煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)，其上位機網(wǎng)絡(luò)端的網(wǎng)絡(luò)主要采用控制總線，由于控制總線網(wǎng)絡(luò)的多樣性，通信標(biāo)準(zhǔn)千差萬別，這種網(wǎng)絡(luò)之間的互不兼容性大大限制了整個系統(tǒng)的智能化程度，無法實現(xiàn)信息的網(wǎng)絡(luò)共享，降低了系統(tǒng)的安全可靠性；其下位機采集端的傳感器因不同廠家傳感器的無互換性與無互操作性，不能實現(xiàn)傳感器的即插即用。本發(fā)明針對上述現(xiàn)狀，提出一種基于IEEE1451.2的粉塵濃度網(wǎng)絡(luò)傳感器，該網(wǎng)絡(luò)傳感器可以克服上述上位網(wǎng)絡(luò)不兼容、下位傳感不互換的缺點，對煤礦測塵控塵意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)傳感器，利用該發(fā)明可以實現(xiàn)煤礦井下采集粉塵濃度的網(wǎng)絡(luò)共享，解決現(xiàn)有傳感器上位網(wǎng)絡(luò)不兼容、下位傳感不互換的缺點，提高了其網(wǎng)絡(luò)兼容性和互操作性。
[0005]一種網(wǎng)絡(luò)傳感器，包括:前端傳感器、通過數(shù)據(jù)線與前端傳感器連接的智能傳感器接口模塊、網(wǎng)絡(luò)適配器模塊、連接智能傳感器接口模塊和網(wǎng)絡(luò)適配器的TII接口模塊；
[0006]網(wǎng)絡(luò)傳感器工作時，前端傳感器將接收待測的粉塵濃度轉(zhuǎn)化為模擬的電信號，并將信號送入智能傳感器接口模塊，模擬信號經(jīng)智能傳感器接口模塊內(nèi)部進行調(diào)理和AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過智能傳感器處理器進行數(shù)據(jù)處理并將信息存儲到傳感器電子數(shù)據(jù)表單中，網(wǎng)絡(luò)適配器模塊通過TII接口模塊對數(shù)據(jù)進行讀?。徊⒂删W(wǎng)絡(luò)適配器處理器進行數(shù)據(jù)校正；處理結(jié)束的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)。
[0007]所述前端傳感器包括:金屬屏蔽外殼、絕緣管、感應(yīng)電極。其中:金屬屏蔽外殼選用金屬鋁材料，其上有人機交互部分的開口，分別安裝數(shù)碼管顯示模塊和鍵控模塊；絕緣管的材料為聚四氟乙烯，絕緣管的兩端為通孔式的，其內(nèi)壁為粉塵顆粒流經(jīng)的風(fēng)道；感應(yīng)電極選用銅片制作，其采用圓環(huán)式的結(jié)構(gòu)鑲繞在絕緣管的外壁中間位置，在感應(yīng)電極上有同軸電纜線接到電極上方的硬件系統(tǒng)中。用鋁材料將前端傳感器的電極與電子電路進行密閉銜接設(shè)計，形成一個統(tǒng)一的外殼整體，從而達到電磁屏蔽的效果。
[0008]所述的智能傳感器接口模塊，包括信號調(diào)理模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、傳感器電子數(shù)據(jù)表單和微處理模塊，其中信號調(diào)理模塊包括信號采集放大電路和濾波電路。
[0009]所述信號采集放大電路以運算放大器為核心，構(gòu)成二級放大電路。
[0010]第一級放大電路的反饋部分采用T型反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，在反饋回路中并聯(lián)電容進行電路的頻率補償；
[0011 ] 第一級放大電路中，前端傳感器信號經(jīng)過Rl后與放大器Al的管腳2連接，電阻Rl與電阻R2和電阻R3串聯(lián)后與放大器Al的管腳6連接，電容C5與電阻R2和電阻R3并聯(lián)，放大器Al的管腳3與電阻R5連接后接地，放大器Al的管腳4接-5V電源，電容C2 —側(cè)與放大器Al的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器Al的管腳7接5V電源，電容Cl 一側(cè)與放大器Al的管腳7連接，另一側(cè)接地，電阻R4 —側(cè)與電阻R2連接，一側(cè)接地。
[0012]第二級放大電路采用電壓串聯(lián)負反饋網(wǎng)絡(luò)；
[0013]第二級放大電路中，經(jīng)第一級放大電路放大的信號與電阻R6連接后與放大器A2的管腳3相連，電阻R7 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)接地，電阻R8 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)與放大器A2的管腳6連接，放大器A2的管腳4接-5V電源，電容C7 —側(cè)與放大器A2的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳7接5V電源，電容C6 —側(cè)與放大器A2的管腳7連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳6輸出經(jīng)放大的信號。
[0014]所述濾波電路包括巴特沃斯低通濾波電路和50Hz陷波電路。
[0015]所述巴特沃斯濾波電路選用二階低通濾波，截止頻率為10Hz ；
[0016]巴特沃斯低通濾波電路信號經(jīng)傳感信號收集放大電路將信號放大后輸入，電路中輸入線路連接電阻R9，電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后連接放大器A3的管腳3，電容C9 一側(cè)連接放大器A3的管腳3，一側(cè)接地，放大器A3的管腳4連接-5V電源，電容ClO—側(cè)連接放大器A3的管腳4，一側(cè)接地，放大器A3的管腳2連接電阻Rll后接地，電阻R12連接放大器A3的管腳2與放大器A3的管腳6，放大器A3的管腳7連接5V電源，電容C16 —側(cè)連接放大器A3的管腳7，另一側(cè)接地，電容CS連接于電阻R9與放大器A3的管腳6之間，信號最終由放大器A3的管腳6輸出。
[0017]所述50HZ陷波電路選用品質(zhì)因數(shù)Q值可調(diào)的有源雙T型雙跟隨電路；
[0018]50HZ陷波電路中，信號由巴特沃斯低通濾波電路中放大器A3的管腳6輸入，電容Cll與電容C12串聯(lián)，電容Cll的另一側(cè)與放大器A3的管腳6連接，電容C12的另一側(cè)與放大器A4的管腳3相連，放大器A3的管腳6與電阻R13和電阻R14串聯(lián)后連于放大器A4的管腳3上，放大器A4的管腳2與放大器A4的管腳I連接，放大器A4的管腳8連接5V電源，電容C14 一側(cè)連于放大器A4的管腳8，另一側(cè)接地，電容C13與電阻R13形成串聯(lián)關(guān)系，電容C13的另一側(cè)連于放大器A5的管腳7處，電阻R15與電容Cll形成串聯(lián)相連接，電阻R15的另一側(cè)與放大器A5的管腳7相連，放大器A5的管腳7與放大器A5的管腳6相連，放大器A5的管腳4連接-4V電源，電容Cll 一側(cè)與放大器A5的管腳4相連，另一側(cè)接地，放大器A5的管腳5與滑動變阻器Rw滑動側(cè)相連，滑動變阻器Rw —側(cè)接地一側(cè)與放大器A5的管腳I相連，信號經(jīng)放大器A4的管腳I輸出。
[0019]所述智能傳感器的微處理模塊為處理器芯片。
[0020]所述的網(wǎng)絡(luò)適配器模塊包括兩個通訊接口和微處理模塊。
[0021]所述的TII接口為RS232接口。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:該網(wǎng)絡(luò)傳感器克服了上位網(wǎng)絡(luò)不兼容、下位前端傳感不互換的缺點，實現(xiàn)了前端傳感器的即插即用，對煤礦測塵控塵意義重大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1所示為本發(fā)明的前端傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2所示為網(wǎng)絡(luò)傳感器電路的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3所示為智能傳感器接口模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4所示為信號采集放大電路的電路示意圖。
[0027]圖5所示為濾波電路的示意圖。

【具體實施方式】
[0028]下文將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認為是孤立的，它們可以被相互組合和相互結(jié)合從而達到更好的技術(shù)效果。在下述實施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實施例中。
[0029]圖1所示為本發(fā)明實施例的前端傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]前端傳感器包括:金屬屏蔽外殼4、絕緣管2、感應(yīng)電極I。其中:金屬屏蔽外殼4選用金屬鋁材料，其上有人機交互部分的開口，分別安裝數(shù)碼管顯示模塊5和鍵控模塊6 ；絕緣管2的材料為聚四氟乙烯，絕緣管2的兩端為通孔式的，其內(nèi)壁為粉塵顆粒流經(jīng)的風(fēng)道3 ;感應(yīng)電極I選用銅片制作，其采用圓環(huán)式的結(jié)構(gòu)鑲繞在絕緣管2的外壁中間位置，在感應(yīng)電極I上有同軸電纜線接到電極上方的硬件系統(tǒng)中。用鋁材料將前端傳感器的電極與電子電路進行密閉銜接設(shè)計，形成一個統(tǒng)一的外殼整體，從而達到電磁屏蔽的效果。
[0031]圖2為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)傳感器電路的整體結(jié)構(gòu)示意圖。它包括:前端傳感器、通過數(shù)據(jù)線與前端傳感器連接的智能傳感器接口模塊、網(wǎng)絡(luò)適配器模塊、連接智能傳感器接口模塊和網(wǎng)絡(luò)適配器的TII接口模塊，前端傳感器包括多個傳感器。網(wǎng)絡(luò)傳感器工作時，首先由前端傳感器中的傳感器接收待測的粉塵濃度并將粉塵濃度轉(zhuǎn)換為模擬的電信號，然后將電信號送入智能傳感器接口模塊。模擬信號在智能傳感器接口模塊內(nèi)部經(jīng)信號調(diào)理模塊和數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊進行放大、濾波調(diào)理和AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后交由智能傳感器處理器模塊的信號處理模塊進行數(shù)據(jù)處理并將信息存儲到傳感器電子數(shù)據(jù)表單中。網(wǎng)絡(luò)適配器模塊通過TII接口獲取存儲到傳感器電子數(shù)據(jù)表單中的數(shù)據(jù)，由網(wǎng)絡(luò)適配器模塊的處理器進行必要的數(shù)據(jù)校正(數(shù)據(jù)校正過程中需要的校正參數(shù)和比例系數(shù)都存儲在智能傳感器接口模塊的傳感器電子數(shù)據(jù)表單中，網(wǎng)絡(luò)適配器模塊通過TII接口進行獲取)，處理完成后交給通信接口，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享。其中本實施例中TII接口模塊選為RS232模塊。
[0032]網(wǎng)絡(luò)適配器模塊的核心部分是微處理模塊，包括微處理模塊和兩個通訊接口。網(wǎng)絡(luò)適配器模塊通過相關(guān)的譯碼電路，從TII接口讀取存儲在智能傳感器接口模塊存儲器中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要把它按總線編排規(guī)則轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸格式，再發(fā)送出去，網(wǎng)絡(luò)遠端的用戶通過相應(yīng)的客戶端的軟件，來實時的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)傳感器的工作情況。從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)時，由網(wǎng)絡(luò)適配器模塊的控制器檢測網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)接收，接收完成后，網(wǎng)絡(luò)適配器模塊對數(shù)據(jù)進行反編排，轉(zhuǎn)換成自己的數(shù)據(jù)格式，再選通相應(yīng)的智能傳感器接口模塊通道，將數(shù)據(jù)發(fā)送到前端傳感器，實現(xiàn)對前端傳感器數(shù)據(jù)采集參數(shù)的修改或執(zhí)行器動作的執(zhí)行。
[0033]圖3為本發(fā)明智能傳感器接口模塊的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明實施例采用TI公司的TMS320F2812芯片作為核心處理器芯片。在系統(tǒng)進行工作時，先由智能傳感器接口模塊對前端傳感器輸出的模擬信號，進行信號的調(diào)理和放大，然后輸入到F2812內(nèi)核的ADC，由內(nèi)核的AD模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，再將數(shù)據(jù)寫入存儲器中，然后通過RS232接口替代TII接口將數(shù)據(jù)讀入到網(wǎng)絡(luò)適配器模塊，由網(wǎng)絡(luò)適配器模塊將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)共享；智能傳感器接口模塊與網(wǎng)絡(luò)適配器模塊之間的TII接口由RS232接口替代，復(fù)位電路、電源模塊、UART、FLASH及外擴FLASH、JTAG接口和外擴RAM為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0034]圖4為本發(fā)明的信號采集放大電路的電路圖。信號采集放大電路以運算放大器為核心，構(gòu)成兩級放大電路。第一級放大電路選用超低輸入偏置電流運算放大器AD549進行設(shè)計，其放大電路的反饋部分是由電阻R2、電阻R3、電阻R4組成的T型反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，其既能夠?qū)崿F(xiàn)選用阻值較小的電阻以減小電路的漂移誤差，同時又可以得到較大的放大倍數(shù)和輸入電阻，從而有效地提高了電路的靈敏度和精確度。由于運放的反相端與同相端都存在分布電容，通過反饋電路的電阻會產(chǎn)生極點，從而使電路的相位滯后增大，因而需要進行頻率補償，補償?shù)姆椒ㄊ窃诜答伝芈分胁⒙?lián)電容C5;第二級放大電路選用寬帶JFET型運算放大器TL081進行電壓串聯(lián)負反饋網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，實現(xiàn)對采集信號的進一步放大。圖1中用放大器Al代表超低輸入偏置電流運算放大器AD549，用放大器A2代表寬帶JFET型運算放大器 TL081。
[0035]第一級放大電路中，前端傳感器信號經(jīng)過Rl后與放大器Al的管腳2連接，電阻Rl與電阻R2和電阻R3串聯(lián)后與放大器Al的管腳6連接，電容C5與電阻R2和電阻R3并聯(lián)，放大器Al的管腳3與電阻R5連接后接地，放大器Al的管腳4接-5V電源，電容C2 —側(cè)與放大器Al的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器Al的管腳7接5V電源，電容Cl 一側(cè)與放大器Al的管腳7連接，另一側(cè)接地，電阻R4 —側(cè)與電阻R2連接，一側(cè)接地。
[0036]第二級放大電路中，經(jīng)第一級放大電路放大的信號與電阻R6連接后與放大器A2的管腳3相連，電阻R7 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)接地，電阻R8 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)與放大器A2的管腳6連接，放大器A2的管腳4接-5V電源，電容C7 —側(cè)與放大器A2的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳7接5V電源，電容C6 —側(cè)與放大器A2的管腳7連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳6輸出經(jīng)放大的信號。
[0037]圖5為本發(fā)明的信號濾波電路的電路圖。濾波電路由巴特沃斯低通濾波電路與50Hz陷波電路組成，巴特沃斯低通濾波電路選用二階低通濾波，截止頻率為100Hz，當(dāng)輸入信號的頻率比較低的時候，輸出電壓雖然是最大，但反饋電容CS相當(dāng)于斷路，當(dāng)輸入電壓的頻率增加到某頻率時，反饋電容C8的阻抗降低，在電路中為保證電路的穩(wěn)定性，Rl 1、R12需要滿足一定的數(shù)量關(guān)系。巴特沃斯低通濾波電路信號經(jīng)傳感信號收集放大電路將信號放大后輸入，電路中輸入線路連接電阻R9，電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后連接放大器A3的管腳3，電容C9 一側(cè)連接放大器A3的管腳3，一側(cè)接地，放大器A3的管腳4連接-5V電源，電容ClO 一側(cè)連接放大器A3的管腳4，一側(cè)接地，放大器A3的管腳2連接電阻Rll后接地，電阻R12連接放大器A3的管腳2與放大器A3的管腳6，放大器A3的管腳7連接5V電源，電容C16 一側(cè)連接放大器A3的管腳7，另一側(cè)接地，電容C8連接于電阻R9與放大器A3的管腳6之間，信號最終由放大器A3的管腳6輸出。
[0038]陷波電路設(shè)計為Q值可調(diào)的有源雙T型雙跟隨電路，運算放大器選用JFET型雙運算放大器TL082，圖5中用放大器A4和A5表示。雙T陷波網(wǎng)絡(luò)要求Cll = C12 = C，C13 =2C，R13 = R14 = R，R15 = R/2，這種對稱關(guān)系使得對應(yīng)于ω0的頻率信號互相抵消，直至衰減到零。TL082_PartA的輸出作為整個電路的輸出，TL082_PartB用作電壓跟隨器，與輸出端組成電壓反饋電路。50HZ陷波電路中，信號由巴特沃斯低通濾波電路中放大器A3的管腳6輸入，電容CU與電容C12串聯(lián)，電容Cll的另一側(cè)與放大器A3的管腳6連接，電容C12的另一側(cè)與放大器A4的管腳3相連，放大器A3的管腳6與電阻R13和電阻R14串聯(lián)后連于放大器A4的管腳3上，放大器A4的管腳2與放大器A4的管腳I連接，放大器A4的管腳8連接5V電源，電容C14 一側(cè)連于放大器A4的管腳8，另一側(cè)接地，電容C13與電阻R13形成串聯(lián)關(guān)系，電容C13的另一側(cè)連于放大器A5的管腳7處，電阻R15與電容Cll形成串聯(lián)相連接，電阻R15的另一側(cè)與放大器A5的管腳7相連，放大器A5的管腳7與放大器A5的管腳6相連，放大器A5的管腳4連接-4V電源，電容Cll 一側(cè)與放大器A5的管腳4相連，另一側(cè)接地，放大器A5的管腳5與滑動變阻器Rw滑動側(cè)相連，滑動變阻器Rw —側(cè)接地一側(cè)與放大器A5的管腳I相連，信號經(jīng)放大器A4的管腳I輸出。
[0039]所述智能傳感器的微處理模塊采用TI公司的TMS320F2812作為核心處理器芯片。
[0040]本發(fā)明提出一種基于IEEE1451.2的粉塵濃度網(wǎng)絡(luò)傳感器，該網(wǎng)絡(luò)傳感器克服上位網(wǎng)絡(luò)不兼容、下位前段傳感器不互換的缺點，實現(xiàn)了前端傳感器的即插即用，對煤礦測塵控塵意義重大。
[0041]本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對本文的實施例進行改變。上述實施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于，包括:前端傳感器、通過數(shù)據(jù)線與前端傳感器連接的智能傳感器接口模塊、網(wǎng)絡(luò)適配器模塊、連接智能傳感器接口模塊和網(wǎng)絡(luò)適配器的TII接口模塊； 網(wǎng)絡(luò)傳感器工作時，前端傳感器將接收待測的粉塵濃度轉(zhuǎn)化為模擬的電信號，并將信號送入智能傳感器接口模塊，模擬信號經(jīng)智能傳感器接口模塊內(nèi)部進行調(diào)理和AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過智能傳感器處理器進行數(shù)據(jù)處理并將信息存儲到傳感器電子數(shù)據(jù)表單中，網(wǎng)絡(luò)適配器模塊通過TII接口模塊對數(shù)據(jù)進行讀取；并由網(wǎng)絡(luò)適配器處理器進行數(shù)據(jù)校正；處理結(jié)束的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)接口模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)適配器模塊包括兩個通訊接口和微處理模塊，TII接口為RS232接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述前端傳感器包括:金屬屏蔽外殼、絕緣管、感應(yīng)電極，其中:金屬屏蔽外殼選用金屬鋁材料，其上有人機交互部分的開口，分別安裝數(shù)碼管顯示模塊和鍵控模塊；絕緣管的材料為聚四氟乙烯，絕緣管的兩端為通孔式的，其內(nèi)壁為粉塵顆粒流經(jīng)的風(fēng)道；感應(yīng)電極選用銅片制作，其采用圓環(huán)式的結(jié)構(gòu)鑲繞在絕緣管的外壁中間位置，在感應(yīng)電極上有同軸電纜線接到電極上方的硬件系統(tǒng)中，用鋁材料將前端傳感器的電極與電子電路進行密閉銜接設(shè)計，形成一個統(tǒng)一的外殼整體，從而達到電磁屏蔽的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述的智能傳感器接口模塊，包括信號調(diào)理模塊、數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、傳感器電子數(shù)據(jù)表單和微處理模塊，其中信號調(diào)理模塊包括信號采集放大電路和濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述信號采集放大電路以運算放大器為核心，構(gòu)成二級放大電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:第一級放大電路的反饋部分采用T型反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，在反饋回路中并聯(lián)電容進行電路的頻率補償； 第一級放大電路中，前端傳感器信號經(jīng)過Rl后與放大器Al的管腳2連接，電阻Rl與電阻R2和電阻R3串聯(lián)后與放大器Al的管腳6連接，電容C5與電阻R2和電阻R3并聯(lián)，放大器Al的管腳3與電阻R5連接后接地，放大器Al的管腳4接-5V電源，電容C2 —側(cè)與放大器Al的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器Al的管腳7接5V電源，電容Cl 一側(cè)與放大器Al的管腳7連接，另一側(cè)接地，電阻R4 —側(cè)與電阻R2連接，一側(cè)接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:第二級放大電路采用電壓串聯(lián)負反饋網(wǎng)絡(luò)； 第二級放大電路中，經(jīng)第一級放大電路放大的信號與電阻R6連接后與放大器A2的管腳3相連，電阻R7 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)接地，電阻R8 —側(cè)與放大器A2的管腳2連接，一側(cè)與放大器A2的管腳6連接，放大器A2的管腳4接-5V電源，電容C7 —側(cè)與放大器A2的管腳4連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳7接5V電源，電容C6 —側(cè)與放大器A2的管腳7連接，另一側(cè)接地，放大器A2的管腳6輸出經(jīng)放大的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述濾波電路包括巴特沃斯低通濾波電路和50Hz陷波電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述巴特沃斯低通濾波電路選用二階低通濾波，截止頻率為10Hz ； 巴特沃斯低通濾波電路信號經(jīng)傳感信號收集放大電路將信號放大后輸入，電路中輸入線路連接電阻R9，電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后連接放大器A3的管腳3，電容C9 一側(cè)連接放大器A3的管腳3，一側(cè)接地，放大器A3的管腳4連接-5V電源，電容ClO —側(cè)連接放大器A3的管腳4，一側(cè)接地，放大器A3的管腳2連接電阻Rll后接地，電阻R12連接放大器A3的管腳2與放大器A3的管腳6，放大器A3的管腳7連接5V電源，電容C16 —側(cè)連接放大器A3的管腳7，另一側(cè)接地，電容CS連接于電阻R9與放大器A3的管腳6之間，信號最終由放大器A3的管腳6輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述50HZ陷波電路選用品質(zhì)因數(shù)Q值可調(diào)的有源雙T型雙跟隨電路； 50HZ陷波電路中，信號由巴特沃斯低通濾波電路中放大器A3的管腳6輸入，電容Cll與電容C12串聯(lián)，電容Cll的另一側(cè)與放大器A3的管腳6連接，電容C12的另一側(cè)與放大器A4的管腳3相連，放大器A3的管腳6與電阻R13和電阻R14串聯(lián)后連于放大器A4的管腳3上，放大器A4的管腳2與放大器A4的管腳I連接，放大器A4的管腳8連接5V電源，電容C14 一側(cè)連于放大器A4的管腳8，另一側(cè)接地，電容C13與電阻R13形成串聯(lián)關(guān)系，電容C13的另一側(cè)連于放大器A5的管腳7處，電阻R15與電容Cll形成串聯(lián)相連接，電阻R15的另一側(cè)與放大器A5的管腳7相連，放大器A5的管腳7與放大器A5的管腳6相連，放大器A5的管腳4連接-4V電源，電容Cll 一側(cè)與放大器A5的管腳4相連，另一側(cè)接地，放大器A5的管腳5與滑動變阻器Rw滑動側(cè)相連，滑動變阻器Rw —側(cè)接地一側(cè)與放大器A5的管腳I相連，信號經(jīng)放大器A4的管腳I輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)傳感器，其特征在于:所述智能傳感器的微處理模塊為處理器芯片。
【文檔編號】G01N15/06GK104237089SQ201410469353
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】程學(xué)珍, 于永進, 衛(wèi)阿盈, 郭春芬, 尹唱唱, 張玉曼, 崔立文, 王琰, 張延響, 亢菲菲, 馮翠萍 申請人:山東科技大學(xué)