专利名称：无线远程矿业产量监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿业产量监测装置，尤其是一种具有远程数据传输功能的无线远程矿业产量监测装置。
背景技术：
现有的电子衡器基本上分两大类静态和动态称重系统。静态称重系统测量精度高，使用广泛，是一种常用的计量器具。动态称重系统测量精度低，多用于对准确度要求不高的称重场合，其结果不作为交易依据，如对建筑材料，矿产的称量，具体产品有动态轨道衡、动态汽车衡等。目前，对于矿业定量料斗称的动态电子产品还很少，现有产品以筐笼提升电机工作电流的大小作为测量的依据，此种产品的测量误差约等于30％左右。以上叙述的产品均不具有远程监测的功能。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种无线远程矿业产量监测装置，意在解决矿业生产产量估算的失实性、误差大等问题，为产量估测提供具有较高精度的衡量依据。
本实用新型的技术方案是一种无线远程矿业产量监测装置，包括井架、天轮及轴承座、电源、控制单元和与控制单元连接的输出单元，还包括有与控制单元连接的两个传感器和一个无线传输单元，通过该无线传输单元可与INTERNET互联网相连，两个传感器分别装在井架的横梁上和天轮的轴承座上。
控制单元包括由CPU1和CPU2组成的中央处理单元、传感器及信号调理单元、由时钟芯片DS12887组成的时钟单元、由串行存储芯片24C256构成的非易失存储器和无线传输单元。
在控制单元上设有PC接口。
本系统由现场矿业产量监测机、公网IP服务器接收端组成，二者通过移动台，利用无线网络如GPRS(通用无线分组业务)通讯方式交换数据。现场产量监测系统采用较高精度的称重传感器作为一力——电变换元件，转换后的电信号经调理后，进入A/D转换，或直接送入CPU测频功能单元。初步量化后，经过一系列的数学模型公式计算，复杂的数据处理，消除料斗在动态运动过程中的冲击振动以及重力加速度等所造成的影响后，得到料斗内所载矿物的重量，从而实现在不影响生产的情况下，动态采集矿物重量的目的。采集后的数据采用定时传送的方式经TCP/IP协议打包后由无线MODEM发送到互联网上，实现远程监测、数据共享。将传感器安装在天轮轴承座与井架顶面的横梁上具有以下优点1、传感器信号经处理后变为4～20mA标准信号，以利于远传及抗干扰。
2、传感器及其电路部分安装于空中，不影响矿井安全生产，属于一般电器，不须作防爆及本安处理。同时，相对于井下环境而言，可使传感器的长期稳定性及寿命大大增加，并可选用民品，降低成本。
3、此安装方式结构稳固，传力稳定，便于安调、维护。


图1为本实用新型电路原理框图，图2为传感器安装示意图，图3为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的构成如图1、图2所示包括井架1、天轮2、轴承座3、料斗5、电源6、控制单元和与控制单元连接的输出单元，还包括有与控制单元连接的两个传感器4和一个无线传输单元，通过该无线传输单元可与INTERNET互联网相连，两个传感器4分别装在井架的横梁上和天轮的轴承座上。控制单元包括由CPU1和CPU2组成的中央处理单元7、传感器及信号调理单元8、由时钟芯片DS12887组成的时钟单元9、由串行存储芯片24C256构成的非易失存储器12和无线传输单元10。在控制单元上设有PC接口11。
中央处理单元为提高系统的实时性，电路中采用了双CPU结构，其中CPU1为系统核心，负责采集传感器送来的电信号，并作复杂数据处理，处理后的产量数据连同实时时间信息传送到CPU2，或在CPU2繁忙时，暂时存储到非易失性存储器(EEPROM)中，待CPU2空闲时再传送，CPU2主要负责数据打包上传工作，附带有停电时发送告警信息及系统正常工作时负责与公网服务器的联络工作。电路各单元功能如图1、图3所示电源单元6由直流后备电源与稳压电源构成，除提供系统正常工作时的能源之外，还负担有在外部市电停电时，使系统能继续维持工作一段时间以便发送停电信息到公网服务器。
传感器及信号调理单元8属于前向通道，负责力—电物理量的转换，并将转换后的信号调理成符合后部单元接口要求的量值范围。
PC接口11可以外接PC机，以便完成产量监测机安调时的初始化工作及日常维护时的参数设定。本机不设键盘、显示单元，意在消除外部因素的干扰及乱操作等造成的系统不稳定，同时可降低部分能耗及成本，使该机具有黑匣子的某些性能，以便实现24小时不间断工作。
时钟单元9本系统由时钟芯片DS12887提供实时时间信息，以便对产量的发生时刻做到精确记录。
非易失存储器12由串行存储芯片24C256构成，完成数据的暂存及掉电保护功能。
无线传输单元10本系统采用了具有TCP/IP协议的无线MODEM进行数据传输，现场产量数据按TCP/IP协议打包后，通过无线MODEM发射到INTERNET上，由公网IP服务器接收，实现数据共享。
工作原理上电后，CPU1单元首先完成外围设备的初始化及重要器件的自检工作。CPU2先联络公网服务器，从服务器获得当前的实时时间信息，然后采用中断的方式发送给CPU1，由CPU1将当前时间写入DS12887，从而完成时间调校工作。通过后，CPU1随即处于动态检测状态，不间断地采集重量信号，并作数据运算。计算后的产量数据由CPU1传送到CPU2，由CPU2负责上传到互联网。
权利要求1.一种无线远程矿业产量监测装置，包括井架、天轮及轴承座、电源、控制单元和与控制单元连接的输出单元，其特征是还包括有与控制单元连接的两个传感器和一个无线传输单元，通过该无线传输单元可与INTERNET互联网相连，两个传感器分别装在井架的横梁上和天轮的轴承座上。
2.根据权利要求1所述的无线远程矿业产量监测装置，其特征是控制单元包括由CPU1和CPU2组成的中央处理单元、传感器及信号调理单元、由时钟芯片DS12887组成的时钟单元、由串行存储芯片24C256构成的非易失存储器和无线传输单元。
3.根据权利要求1所述的无线远程矿业产量监测装置，其特征是在控制单元上设有PC接口。
专利摘要本实用新型公开了一种无线远程矿业产量监测装置，包括井架、天轮及轴承座、电源、控制单元和与控制单元连接的输出单元，还包括有与控制单元连接的两个传感器和一个无线传输单元，通过该无线传输单元可与INTERNET互联网相连，两个传感器分别装在井架的横梁上和天轮的轴承座上。将传感器安装在天轮轴承座与井架顶面的横梁上具有以下优点1.传感器信号经处理后变为4～20mA标准信号，以利于远传及抗干扰。2.传感器及其电路部分安装于空中，不影响矿井安全生产，属于一般电器，不须作防爆及安全处理。同时，相对于井下环境而言，可使传感器的长期稳定性及寿命大大增加，并可选用民品，降低成本。3.此安装方式结构稳固，传力稳定，便于安调、维护。
文档编号G01G19/414GK2620860SQ03245890
公开日2004年6月16日 申请日期2003年5月30日 优先权日2003年5月30日
发明者毛书建, 张明 申请人:李书勋, 赵东