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1、电动自行车快速充电器第1页，此课件共12页哦我我国国在在20世世纪纪80年年代代初初就就引引进进了了光光纤纤技技术术，光光纤纤从从多多模模光光纤纤开开始始，其其工工作作波波长长随随着着激激光光器器技技术术的的发发展展从从0.85m波波长长发发展展到到衰衰减减更更低低带带宽宽更更宽宽的的1.3m波波长长，并并且且在在煤煤矿矿中中的的应应用用越越来来越越广广泛泛，但但是是由由于于多多种种原原因因，煤煤矿矿安安全全监监控控系系统统中中存存在在一一下下安安全全性性与与可可靠靠性差的问题。性差的问题。光纤的发展及应用光纤的发展及应用 光纤的发展及应用光纤的发展及应用 第2页，此课件共12页哦v设计思路设
2、计思路 ：煤矿中应用光纤的的优点方案：煤矿中应用光纤的的优点方案：v(1)光波频率很高，光纤通信频带很宽，故传输容量很大，光波频率很高，光纤通信频带很宽，故传输容量很大，理论上可以通过上亿门话路或上万套电视，可进行图像，理论上可以通过上亿门话路或上万套电视，可进行图像，数据，传真，控制，打印等多种业务。数据，传真，控制，打印等多种业务。v(2)不受电磁干扰，保密性好，且不怕雷击，可利用高不受电磁干扰，保密性好，且不怕雷击，可利用高压电缆架空敷设，用于国防，铁路，防爆等。压电缆架空敷设，用于国防，铁路，防爆等。v(3)耐高温，高压，抗腐蚀，不受潮，性能可靠耐高温，高压，抗腐蚀，不受潮，性能可靠(
3、4)光纤材光纤材料来源十分丰富，可节约大量有色金属料来源十分丰富，可节约大量有色金属(如铜、铝如铜、铝)且直径且直径小，重量轻，可绕性好。小，重量轻，可绕性好。v(4)光纤材料来源十分丰富，可节约大量有色金属光纤材料来源十分丰富，可节约大量有色金属(如铜、铝如铜、铝)且直径小，重量轻，可绕性好。且直径小，重量轻，可绕性好。第3页，此课件共12页哦v光纤煤矿安全监测监控系统构成光纤煤矿安全监测监控系统构成：第4页，此课件共12页哦v设计思路设计思路：光纤传感器测量粉尘浓度的基本原理是光后向散射法，光通过粉尘介质传播时除了被介质吸收还会有散射，原因是当入射光与粉尘微粒作用时，所膨胀的微粒将成为次波
4、波源，光波继续向四周发射次波引起光干涉叠加，于是光强分布发生了变化。而光除了在原来的传播方向外，其它方向也会有光辐射，因此，通过对后向散射光强检测就可以获得（粉尘的浓度。研究表明，粉尘的浓度和后向散射光强成比例气温长度L已知，则通过检测I()和Io()就可得到待测气体的浓度 C，这就是光谱吸收型光纤气体传感器的基本原理。表1 给出煤矿中不同气体在近红外波段的吸收波长，可以看出不同的气体具有不同的红外波段的吸收波长，从而对应着不同的吸收系数，通过选择不同中心波长的窄带光源就可以用光纤光谱吸收法测量出不同气体的浓度。第5页，此课件共12页哦第6页，此课件共12页哦2.控制电路控制电路 控制电路是由
5、一个单片机AT89C51实现，单片机通过检测输进来的电压信号值作出相应的动作：输出不同宽度的脉冲电压和做出不同的指示。各个口的功能分别为：P3.2：温度检测；P1.1：充电指示；P1.2：充满指示；P1.5：电源指示；P1.3：Q1输出；P1.4：Q2输出；P3.1：电压检测。第7页，此课件共12页哦3.检测电路检测电路：检测电路是由两部分组成：温度检测电路和电压检测电路。温度检测电路用温度传感器实现，电压检测由分压电阻实现。3.1温度检测电路温度检测电路 该电路由温度传感器和单稳态触发器两部分组成，单稳态触发器由NE555时基集成电路构成。热敏电阻RT用作温度传感器。当蓄电池的温度较低时，热
6、敏电阻RT的表现阻值较大，调节电位器Rp可以使时基集成块触发端2脚的电平低于1/3电源电压（指集成块IC的供电电压），单稳态电路触发翻转进入稳态，电路置位，输出端3脚输出高电平，使三极管触发导通向单片机输入低电平。相反，当蓄电池温度较高时，则向单片机输入高电平。第8页，此课件共12页哦3.2 电压检测电路和电压检测电压检测电路和电压检测A/D转换电路：转换电路：蓄电池的充电电压由分压电阻检测到，经过单片机的计算，可判断出充电电压值。电压检测电路 电压检测A/D转换电路第9页，此课件共12页哦软件设计软件设计软件流程图软件流程图电源指示预充电阶段转脉冲快速充电阶段温 度 检 测？电 压 检 测？充电指示补足充电或浮充电充满指示关闭结束电 压 检 测？电 压 检 测？初始化设置堆栈第10页，此课件共12页哦结 论本文探讨了光纤技术应用于煤矿安全监控领域，提出并讨论了光纤传感技术在煤矿安全监控中的几种可能的应用方案，分析表明，光纤传感单元本质安全、耐腐蚀、灵敏度高、使用寿命长，非常适用于煤矿生产环境。但目前光纤传感解调系统成本较高，所以尽快开发出价格低廉的光纤传感解调系统是将其应用于煤矿安全监控中的关键环节。第11页，此课件共12页哦谢谢 谢！谢！第12页，此课件共12页哦