礦燈故障診斷儀原理及故障診斷

朱建江

山西蘭花集團(tuán)公司伯方煤礦，山西晉城 048411

1 主要特點(diǎn)

電路板檢測(cè)：電路板是礦燈檢測(cè)故障診斷儀的核心部件，采用集成電路、模塊化調(diào)計(jì)、高速運(yùn)算數(shù)據(jù)，比對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果提示，部分常見(jiàn)故障都能根據(jù)提示，快速便捷的判斷出問(wèn)題和癥結(jié)所在。

電池充電檢測(cè)：電池乃是礦燈的動(dòng)力之源，電池出了問(wèn)題，將影響到整臺(tái)儀器的使用時(shí)間及檢測(cè)性能；該設(shè)備可診斷儀器能否正常充電，并能準(zhǔn)確顯示充電電壓和充電電流；自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電流，為了適應(yīng)不同型號(hào)的礦燈接口使用，專門設(shè)計(jì)了萬(wàn)能充電座，可適用于大部分礦燈的檢測(cè)。

智能放電檢測(cè)：通過(guò)電腦軟件，精確的判斷出電池的精確放電時(shí)間，給礦燈的動(dòng)力之源——電池開(kāi)出準(zhǔn)確的診斷單，當(dāng)充電時(shí)間符合規(guī)定或充電電壓達(dá)到額定值，將自動(dòng)發(fā)出指令，停止充電，當(dāng)過(guò)充時(shí)會(huì)自動(dòng)釋放電壓，不損壞電池、發(fā)達(dá)到延長(zhǎng)電池使用壽命的目的。

工作時(shí)間檢測(cè)：利用光敏原理，對(duì)點(diǎn)亮的礦燈的工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，以判斷礦燈是否超工作時(shí)間使用，是否欠電壓和電流，是否符合充電要求。

光照度檢測(cè)：結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)照度對(duì)礦燈的照度進(jìn)行量化，從充電時(shí)間、使用時(shí)間以及亮度上來(lái)檢測(cè)是否符合要求。

2 主要功能與工作原理

2.1 主要功能

1）能向各種被檢測(cè)礦燈提供安全充電電流，在礦燈充電狀態(tài)下測(cè)量礦燈的充電電壓、電流、充電截止電壓、以確定儀器的充電是否正常；

2）能精確顯示礦燈所使用電池的充電時(shí)間、放電時(shí)間、放電電流、充電電流、截止電壓、放電曲線等；

3）配有照度計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)暗箱，可精確檢測(cè)礦燈的標(biāo)準(zhǔn)照度，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)照度、理論照度、實(shí)際照度的差值并形成坐標(biāo)圖；

4）特配有高精度萬(wàn)用表，以用于礦燈電路板電流、電壓、阻值、容量、可控硅問(wèn)題的簡(jiǎn)易檢測(cè)；

5）通過(guò)各功能模塊的單獨(dú)或組合使用，可實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)礦燈的不同功能的檢測(cè)。

2.2 基本原理

該診斷儀采用單片機(jī)控制，數(shù)字表頭顯示，精確顯示礦燈的充電電壓、電流、充電時(shí)間；精確顯示工作時(shí)間；放電電壓、電流、放電曲線等各項(xiàng)參數(shù)。同時(shí)充電供電具有穩(wěn)壓、安全的特點(diǎn)、以保證被檢測(cè)礦燈的安全。該設(shè)備基本原理圖如下：

儀器主面板示意圖如下：

首先將診斷儀專用電源線連接至儀器后部電源接口，將電源線另一端插入220V 電源插座，打開(kāi)總電源開(kāi)關(guān)，整個(gè)儀器即進(jìn)入工作狀態(tài)。

充電檢測(cè)：待診斷儀進(jìn)入工作狀態(tài)后，可將礦燈插入充電座1 或充電座2，稍等片刻，礦燈即進(jìn)入充電狀態(tài)，此時(shí)充電座下方的電壓電流表會(huì)顯示初始讀數(shù)，待充電結(jié)束后，讀數(shù)會(huì)顯示出到儀表上，結(jié)合充電時(shí)間指示，即可判斷礦燈充電是否正常，（充電時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)為2 小時(shí)快充或6 小時(shí)慢充，無(wú)論是快充和慢充時(shí)間都不能低于2 小時(shí)，否則檢測(cè)出的數(shù)據(jù)會(huì)有偏差）

電池放電檢測(cè)：本模塊可同時(shí)進(jìn)行2 路電池的放電檢測(cè)。首先要將診斷儀通過(guò)電腦通訊連線，將數(shù)據(jù)線連接至電腦，打開(kāi)附帶的電池容量測(cè)試軟件，才能進(jìn)行此功能。然后將放電電池組的正極引線與放電檢測(cè)模塊引出線的紅色鱷魚夾連接，負(fù)極引線與模塊引出線的黑色鱷魚夾連接。

使用過(guò)程中，如果只用其中一路進(jìn)行放電檢測(cè)，則另一路接口最好不要插帶鱷魚夾的連接線，如果非要接的話，也要把閑置不用的一路的2 個(gè)鱷魚夾夾在一起進(jìn)行短接，以防對(duì)另一路的放電檢測(cè)產(chǎn)生干擾。

檢測(cè)時(shí)，電腦顯示屏?xí)@示放電檢測(cè)過(guò)程，電池充電電壓、電流數(shù)值會(huì)逐漸下降，直至為零，期間偶爾會(huì)有波動(dòng)，屬正?，F(xiàn)象，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生3 條放電曲線，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)分別為電流、電壓、電池容量值的下降趨勢(shì)曲線圖。

工作時(shí)間檢測(cè)：

此功能是光感應(yīng)原理，利用光敏元件，結(jié)合單機(jī)片，對(duì)礦燈的工作時(shí)間進(jìn)行智能監(jiān)控。

1）打開(kāi)此模塊的開(kāi)關(guān)，將礦燈擰亮后卡進(jìn)檢測(cè)孔，此時(shí)計(jì)時(shí)裝置即開(kāi)始計(jì)時(shí)，礦燈持續(xù)點(diǎn)亮，監(jiān)測(cè)模塊的光敏元件開(kāi)始采集光信號(hào)，并同步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓，照度越強(qiáng)，電壓輸出越高，反之，照度越弱，電壓越小。而標(biāo)準(zhǔn)的光照度輸出電壓則持續(xù)不變，通過(guò)收集高低不同的電壓值，再與標(biāo)準(zhǔn)的電壓值相比就會(huì)形成差壓，電腦通過(guò)分析差壓的波動(dòng)曲線以得出礦燈的工作時(shí)間；

2）待礦燈亮度低于國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn)后，計(jì)時(shí)燈珠仍然發(fā)光，計(jì)時(shí)裝置也會(huì)停止計(jì)時(shí)，電腦屏幕提示檢測(cè)完畢，顯示出可用工作時(shí)間，同時(shí)液晶屏幕持續(xù)閃爍，以提醒工作人員記錄此工作時(shí)間。

電路檢測(cè)：電路檢測(cè)一方面是通過(guò)內(nèi)置的集成模塊內(nèi)部計(jì)算實(shí)現(xiàn)快速自診斷功能，主要包含開(kāi)機(jī)自診、短路自診、過(guò)負(fù)荷自診、過(guò)電流自診、電源容量自診等，當(dāng)出現(xiàn)上述故障外，電腦屏幕上會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示圖例和明顯的聲音。另一方面通過(guò)診斷儀上配置的高性能萬(wàn)用表，可以對(duì)礦燈的電路板常見(jiàn)故障進(jìn)行檢測(cè)，如電阻、接地、導(dǎo)通等進(jìn)行手工檢測(cè)，以排除簡(jiǎn)易故障。

光照度檢測(cè)：將檢測(cè)光照度的圓孔彼此進(jìn)行連接，按照指示，一端卡入礦燈燈頭，一端放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)照度計(jì)，將礦燈擰至強(qiáng)光檔，此時(shí)照度計(jì)顯示的數(shù)值即是按照標(biāo)準(zhǔn)上計(jì)量的距離1 米處的光照度，這個(gè)光照度值會(huì)由數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行收集，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行儲(chǔ)存，然后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的光照度也轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，兩個(gè)電信號(hào)比較后形成微弱的電壓差值，此電壓差值 通過(guò)計(jì)算機(jī)處理顯示在電腦屏幕上，結(jié)合說(shuō)明書或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，礦燈的光照度是否符合要求。

[1]艾學(xué)忠，金炳濤.具有安全監(jiān)管的鋰電池礦燈智能充電技術(shù)的研究[J].化工自動(dòng)化及儀表，2010(2).

[2]張濤.智能型鋰電礦燈充電架工作原理及其應(yīng)用[J].煤炭科技，2007(4).