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霍尔开关在煤矿井下的应用(上篇)

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-06-30 08:36:34【
在煤矿生产中,兼作行驶人车的倾斜井巷,在提升人员时,倾斜井巷中的挡车装置和跑车防护装置必须是常开状态,并可靠地锁住。每个倾斜巷道里通常按MT933- -2005《跑车防护装置技术条件》的要求,根据巷道倾角和长度安装若干台跑车防护装置。当矿车运行到跑车防护装置附近时,装置打开,远离后装置关闭,当矿车运行速度大于5m/s时,则视同发生跑车事故,保持挡车栏关闭状态,拦截矿车,阻止矿车继续运行。因此,如何检测矿车的运行位置、方向和速度是跑车防护装置中的关键技术问题。


目前常见的速度位置感应方式有光电开关、多普勒雷达、轨道感应。地感线圈、光电编码器和霍尔开关等。其中光电开关、多普勒雷达、轨道感应、地感线圈传感方式因为井下工作环境等因素已经很少使用;光电编码器技术成熟,配套软件完善,抗电磁干扰强,因而得到广泛应用,但由于光电编码器必须安装在提升绞车旋转轴的轴端上,而小型绞车无外露轴端,因此在小绞车提升的巷道中无法使用。


随着矿用提升绞车的技术进步,各种绞车保护系统广泛使用到提升系统中,大型绞车的电机、减速机卷简在出厂时都安装了保护系统必须使用的转速检测单元,所以大型绞车上无法安裴跑车防护装置使用的光电编码器。

针对以上实际情况,研制以非接触、只对磁场敏感。开关量输出的速度传感器是跑车防护装置研制工作中首要任务。而它以非接触、只对磁场敏感、开关量输出等优点得到应用。


霍尔开关的工作原理

在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为UH的霍尔电压,此现象称为霍尔效应。利用霍尔效应和相关外围电路构成的传感器称为霍尔传感器。
霍尔传感器根据输出模式分为线性型和脉冲型两类。我们使用的霍尔传感器为脉冲型,又称霍尔开关。它主要由稳压器、霍尔元件。差分放大器,斯密特触发器和输出级组成。


在外磁场的作用下,当磁感应强度B超过导通阀值(工作点)时,霍尔开关输出管导通,输出低电平。之后,B值再增加,仍保持导通态。若外加磁场的B值降低到截止阀值(释放点)时,输出管截止,输出高电平。工作点与释放点之间存在差值(回差),该差值可以有效提高它的抗干扰能力。它输出脉冲信号,其频率与磁场变化频率相同,受霍尔元件的响应频率限制,输出幅度与输出电路及其工作电源相关。