礦燈故障診斷儀原理及故障診斷

朱建江

山西蘭花集團公司伯方煤礦，山西晉城 048411

1 主要特點

電路板檢測：電路板是礦燈檢測故障診斷儀的核心部件，采用集成電路、模塊化調計、高速運算數據，比對數據結果提示，部分常見故障都能根據提示，快速便捷的判斷出問題和癥結所在。

電池充電檢測：電池乃是礦燈的動力之源，電池出了問題，將影響到整臺儀器的使用時間及檢測性能；該設備可診斷儀器能否正常充電，并能準確顯示充電電壓和充電電流；自動調節充電電流，為了適應不同型號的礦燈接口使用，專門設計了萬能充電座，可適用于大部分礦燈的檢測。

智能放電檢測：通過電腦軟件，精確的判斷出電池的精確放電時間，給礦燈的動力之源——電池開出準確的診斷單，當充電時間符合規定或充電電壓達到額定值，將自動發出指令，停止充電，當過充時會自動釋放電壓，不損壞電池、發達到延長電池使用壽命的目的。

工作時間檢測：利用光敏原理，對點亮的礦燈的工作時間進行計時，以判斷礦燈是否超工作時間使用，是否欠電壓和電流，是否符合充電要求。

光照度檢測：結合標準裝置、標準照度對礦燈的照度進行量化，從充電時間、使用時間以及亮度上來檢測是否符合要求。

2 主要功能與工作原理

2.1 主要功能

1）能向各種被檢測礦燈提供安全充電電流，在礦燈充電狀態下測量礦燈的充電電壓、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間、放電時間、放電電流、充電電流、截止電壓、放電曲線等；

3）配有照度計及標準暗箱，可精確檢測礦燈的標準照度，測試標準照度、理論照度、實際照度的差值并形成坐標圖；

4）特配有高精度萬用表，以用于礦燈電路板電流、電壓、阻值、容量、可控硅問題的簡易檢測；

5）通過各功能模塊的單獨或組合使用，可實現不同型號礦燈的不同功能的檢測。

2.2 基本原理

該診斷儀采用單片機控制，數字表頭顯示，精確顯示礦燈的充電電壓、電流、充電時間；精確顯示工作時間；放電電壓、電流、放電曲線等各項參數。同時充電供電具有穩壓、安全的特點、以保證被檢測礦燈的安全。該設備基本原理圖如下：

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，打開總電源開關，整個儀器即進入工作狀態。

充電檢測：待診斷儀進入工作狀態后，可將礦燈插入充電座1 或充電座2，稍等片刻，礦燈即進入充電狀態，此時充電座下方的電壓電流表會顯示初始讀數，待充電結束后，讀數會顯示出到儀表上，結合充電時間指示，即可判斷礦燈充電是否正常，（充電時間標準為2 小時快充或6 小時慢充，無論是快充和慢充時間都不能低于2 小時，否則檢測出的數據會有偏差）

電池放電檢測：本模塊可同時進行2 路電池的放電檢測。首先要將診斷儀通過電腦通訊連線，將數據線連接至電腦，打開附帶的電池容量測試軟件，才能進行此功能。然后將放電電池組的正極引線與放電檢測模塊引出線的紅色鱷魚夾連接，負極引線與模塊引出線的黑色鱷魚夾連接。

使用過程中，如果只用其中一路進行放電檢測，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 個鱷魚夾夾在一起進行短接，以防對另一路的放電檢測產生干擾。

檢測時，電腦顯示屏會顯示放電檢測過程，電池充電電壓、電流數值會逐漸下降，直至為零，期間偶爾會有波動，屬正?，F象，同時會產生3 條放電曲線，橫坐標為時間，縱坐標分別為電流、電壓、電池容量值的下降趨勢曲線圖。

工作時間檢測：

此功能是光感應原理，利用光敏元件，結合單機片，對礦燈的工作時間進行智能監控。

1）打開此模塊的開關，將礦燈擰亮后卡進檢測孔，此時計時裝置即開始計時，礦燈持續點亮，監測模塊的光敏元件開始采集光信號，并同步將光信號轉換為電壓，照度越強，電壓輸出越高，反之，照度越弱，電壓越小。而標準的光照度輸出電壓則持續不變，通過收集高低不同的電壓值，再與標準的電壓值相比就會形成差壓，電腦通過分析差壓的波動曲線以得出礦燈的工作時間；

2）待礦燈亮度低于國家要求的標準后，計時燈珠仍然發光，計時裝置也會停止計時，電腦屏幕提示檢測完畢，顯示出可用工作時間，同時液晶屏幕持續閃爍，以提醒工作人員記錄此工作時間。

電路檢測：電路檢測一方面是通過內置的集成模塊內部計算實現快速自診斷功能，主要包含開機自診、短路自診、過負荷自診、過電流自診、電源容量自診等，當出現上述故障外，電腦屏幕上會發出相應的提示圖例和明顯的聲音。另一方面通過診斷儀上配置的高性能萬用表，可以對礦燈的電路板常見故障進行檢測，如電阻、接地、導通等進行手工檢測，以排除簡易故障。

光照度檢測：將檢測光照度的圓孔彼此進行連接，按照指示，一端卡入礦燈燈頭，一端放進標準照度計，將礦燈擰至強光檔，此時照度計顯示的數值即是按照標準上計量的距離1 米處的光照度，這個光照度值會由數據采集器進行收集，并將光信號轉化為電信號進行儲存，然后實時監測的光照度也轉化為電信號，兩個電信號比較后形成微弱的電壓差值，此電壓差值 通過計算機處理顯示在電腦屏幕上，結合說明書或相關標準進行判斷，礦燈的光照度是否符合要求。

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

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