本文研究了一種應(yīng)用于煤礦井下單體液壓支柱之上測量礦壓的本質(zhì)安全無線壓力傳感器。介紹了傳感器的散熱設(shè)計(jì)、以及本質(zhì)安全電路的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)；討論煤礦井下無線壓力傳感器天線的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)方法；設(shè)計(jì)了一種整合于本質(zhì)安全殼體（本文采用金屬殼體）的微帶天線結(jié)構(gòu)，初步研究了金屬材質(zhì)外殼開口與天線性能參數(shù)之間的制約因素。重點(diǎn)研究了在金屬外殼單側(cè)開口時(shí)，開口參數(shù)以及天線位置這兩大因素對天線增益的影響。并通過仿真得到了在本安型設(shè)計(jì)下，天線輻射增益達(dá)到最佳時(shí)的設(shè)計(jì)方案。仿真與實(shí)測得出如下結(jié)論：第一，天線增益隨金屬外殼開口的長和寬的增大而增加，增加幅度逐漸減小，最大增益值與最小增益值相差約44.5db；第二，開口一側(cè)的厚度在毫米級別上每減少1mm，天線增益增加約2db；第三，天線增益隨微帶天線距開口的距離減少而增加，在距離開口處1.4mm左右達(dá)到最大增益值。本研究給出了微帶天線距金屬殼開口位置與天線增益的量化表達(dá)式。通過簡易裝置測試，天線信號在給定環(huán)境中的傳播距離可以滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

外注式單體液壓支柱裝配圖簡圖

圖 2-2 PTHXXX-GPRS 無線壓力傳感器Figure 2-2 PTHXXX-GPRS wireless pressure se線雖然能夠自如地發(fā)射接收信號，但是卻不適合應(yīng)下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，有時(shí)由于頂板壓力過大而頂開能會對機(jī)械造成損壞。那么天線放置在外面就很容下空氣潮濕，容易腐蝕天線。這些都不利于天線，下空間狹小，環(huán)境復(fù)雜，如果經(jīng)常更換設(shè)備不僅僅的危險(xiǎn)系數(shù)。這樣就達(dá)不到無線壓力傳感器本身設(shè)減少人為因素的目的。礦井下壓力傳感器的設(shè)計(jì)需要將天線等通信設(shè)備。這樣的設(shè)計(jì)可以保證天線設(shè)備的安全性，同時(shí)屏，將天線放置于金屬外殼之內(nèi)存在兩個(gè)大問題：足夠小的天線設(shè)備；第二就是天線信號的輻射問題

14之間相互通信。因此，方案一：在無線壓力傳感器金屬外殼的兩個(gè)側(cè)面各開一條矩形開口。如圖2-3所示，為開口模型1。使信號從一側(cè)進(jìn)入，并從另一側(cè)發(fā)送信號。圖2-3 在金屬外殼兩側(cè)開口圖Figure 2-3 Openings in the metal shell on both sides方案二：在無線壓力傳感器金屬外殼的正面殼體上開口。開口處即接收信號又發(fā)射信號。如圖2-4所示，為開口模型2。圖2-4 在金屬外殼一側(cè)開口圖Figure 2-4 Openings in the metal shell with a front基于天線信號向外發(fā)射與接收以及系統(tǒng)散熱的方面考慮，金屬外殼的開口越大天線信號發(fā)射與接收的能量越大，系統(tǒng)散熱越好。本文設(shè)計(jì)的煤礦井下無線壓力傳感器要達(dá)到本質(zhì)安全的標(biāo)準(zhǔn)，因此外殼的要求必須達(dá)到本質(zhì)安全的要求。GB3836系列標(biāo)準(zhǔn)對煤礦井下外殼的要求也做了詳細(xì)的介紹。對于開口部分，要添加上非金屬材料。非金屬材料需要考慮其材質(zhì)（詳見GB3836.1第24章）、熱穩(wěn)定性

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3508539