一种煤矿设备工况音拾音装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提出一种煤矿工业以太网中使用的工况音拾音装置，涉及煤矿设备工况音拾音【技术领域】。所谓工况音即设备开启与停止状态的声音。本实用新型有一拾音器、音频放大器、低通滤波器、单片机及以太网接口；拾音器拾取设备开/停的声音信号，声音信号送到音频放大器进行放大，再由低通滤波器行低通滤波处理，其输出信号送到单片机进行采集和AD转换，数字化后的工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。优点：实现了煤矿井下设备工况音检测与传输，帮助操作人员及时了解设备的运行情况。
【专利说明】一种煤矿设备工况音拾音装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿设备工况音拾音【技术领域】，具体是一种煤矿设备工况音拾音
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【背景技术】
[0002]煤矿综合自动化系统采用工业以太网作为主干传输网络，各种监测监控信号、语音信号、视频信号等均实现了通过统一的工业以太网进行传输。在远程控制中，对于外部有动作的设备，可通过工业电视来监测设备的工况，如皮带的启停、采煤机的启停等。但对于某些设备，如井下抽水泵等设备，由于他们属于内部旋转的设备，外部看不到动作，不能用工业电视来监视这些设备是否正常开启与停机。因此，需要用拾音器来检测这类设备开启与停机时的设备工况音，并通过网络将数字化的工况音传送到地面，在地面用喇叭来播放工况音，用来辅助操作人员识别该水泵是否正常开启与停机。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种煤矿设备工况音拾音装置，将内部旋转设备开启与停机时的工况音进行采集、滤波、数字化、并通过煤矿井下工业以太网传输到地面控制室，用喇叭进行播放，用来帮助操作人员了解井下设备的实际工作状况。
[0004]本实用新型是以如下技术方案实现的:一种煤矿设备工况音拾音装置，包括拾音器、音频放大器、低通滤波器、单片机及以太网接口 ；拾音器拾取设备开/停的声音信号，声音信号送到音频放大器进行放大，再由低通滤波器进行低通滤波处理，其输出信号送到单片机进行采集和AD转换，数字化后的`工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。
[0005]其进一步是:所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，所述的低通滤波器进行800Hz以下的低通滤波。
[0006]所述的低通滤波器包括采用UA741模拟集成电路，UA741模拟集成电路连接由两级RC电路组成的滤波网络。
[0007]本实用新型的有益效果是:实现了煤矿井下设备工况音检测与传输，帮助操作人员及时了解设备的运行情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所不，一种煤矿设备工况音拾音装置有一拾音器、音频放大器、低通滤波器、单片机及以太网接口 ；拾音器拾取设备开/停的声音信号，声音信号送到音频放大器进行放大，再由低通滤波器行低通滤波处理，其输出信号送到单片机进行采集和AD转换，数字化后的工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。拾音器安装在设备附近。
[0010]所述的拾音器为通用商品化拾音器，所述的工业以太网为煤矿己有的井上和井下监测控制用工业以太网，所述的主机为普通计算机。
[0011]该工况拾音装置中使用的低通滤波器为适合设备开停场合的低通滤波器，由UA741模拟集成电路组成，两级RC电路组成滤波网络，截止频率f0=l/2 π RC，调节R可调节低通滤波器的截止频率，使其满足模拟工况音信号不高于800Hz的要求。
[0012]所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，AD转换和以太网传输由具有以太网控制器的单片机PIC18F66J60系列芯片为主构成，该单片机具有64K闪存程序存储器，39脚I/O口，IOBase-T以太网通信。支持ffiEE 802.3 (TM)兼容的以太网控制器，支持IOBase-T端口，集成了 MAC接入层和IOBase-T物理层，专用的8KB发送/接收数据包缓冲器SRAM等，并且具有普通单片机的功能，具有11通道的10位模数转换器模块(A/D)和自动采样功能，在实施中只用其中I个通道模数转换。
[0013]模拟工况音信号经滤波后送到PIC18F66J60单片机的模拟输入端ANO进行实时数据采集，变成数字信号存在单片机内存中。并通过以太网口 TPOUT和TPIN实时传送到工业太网中。根据PIC18F66J60单片机采样频率计算公式，当晶体频率采用Fad=25MHz时，采样频率最高可达250kHz，完全能满足2kHz以内的工况音信号动态采样的要求。工业以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-,TPIN+, TPIN-四个端口，实现以太网传输。
[0014]拾音器检测井下设备开启与停机时的声音，通过音频放大器进行适当的放大，由低通滤波器进行工况音滤波，低通滤波器的放大倍数A=l+Rf/R0，截止频率--=1/2 π RC，可通过RC参数进行控制。由于工况音比`普通的音频信号频率低，且在地面控制室仅需要通过工况音来判别设备是否正常启动与停止，对音质要求不高，因此低通滤器的截止频率可设置较低，一般低于800Hz，这样采样频率可低于2kHz，以保证较低的数据传输速率。PIC18F66J60单片机对模拟的工况音信号进行AD转换，通过以太网口 RJ45将数字化的工况音传送到网络上，由地面控制用计算机实现工况音的播放，以判断设备是否正常开启与停机。
【权利要求】
1.一种煤矿设备工况音拾音装置，其特征在于:包括拾音器、音频放大器、低通滤波器、单片机及以太网接口 ；拾音器拾取设备开/停的声音信号，声音信号送到音频放大器进行放大，再由低通滤波器进行低通滤波处理，其输出信号送到单片机进行采集和AD转换，数字化后的工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿设备工况音拾音装置，其特征在于:所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，所述的低通滤波器进行800Hz以下的低通滤波。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿设备工况音拾音装置，其特征在于:所述的低通滤波器采用UA741模拟集成电路，UA741模拟集成电路连接由两级RC电路组成的滤波网络。
【文档编号】H04R3/00GK203675305SQ201420023272
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】孙治恩, 张滔, 许华栋, 李书军, 韩剑, 韩绍益 申请人:郑州煤电股份有限公司告成煤矿, 徐州博林高新技术有限责任公司