在煤礦生產(chǎn)中，兼作行駛?cè)塑嚨膬A斜井巷，在提升人員時(shí)，傾斜井巷中的擋車裝置和跑車防護(hù)裝置必須是常開狀態(tài)，并可靠地鎖住。每個傾斜巷道里通常按MT933- -2005《跑車防護(hù)裝置技術(shù)條件》的要求，根據(jù)巷道傾角和長度安裝若干臺跑車防護(hù)裝置。當(dāng)?shù)V車運(yùn)行到跑車防護(hù)裝置附近時(shí)，裝置打開，遠(yuǎn)離后裝置關(guān)閉，當(dāng)?shù)V車運(yùn)行速度大于5m/s時(shí)，則視同發(fā)生跑車事故，保持擋車欄關(guān)閉狀態(tài)，攔截礦車，阻止礦車?yán)^續(xù)運(yùn)行。因此，如何檢測礦車的運(yùn)行位置、方向和速度是跑車防護(hù)裝置中的關(guān)鍵技術(shù)問題。


目前常見的速度位置感應(yīng)方式有光電開關(guān)、多普勒雷達(dá)、軌道感應(yīng)。地感線圈、光電編碼器和霍爾開關(guān)等。其中光電開關(guān)、多普勒雷達(dá)、軌道感應(yīng)、地感線圈傳感方式因?yàn)榫鹿ぷ鳝h(huán)境等因素已經(jīng)很少使用;光電編碼器技術(shù)成熟，配套軟件完善，抗電磁干擾強(qiáng)，因而得到廣泛應(yīng)用，但由于光電編碼器必須安裝在提升絞車旋轉(zhuǎn)軸的軸端上，而小型絞車無外露軸端，因此在小絞車提升的巷道中無法使用。


隨著礦用提升絞車的技術(shù)進(jìn)步，各種絞車保護(hù)系統(tǒng)廣泛使用到提升系統(tǒng)中，大型絞車的電機(jī)、減速機(jī)卷簡在出廠時(shí)都安裝了保護(hù)系統(tǒng)必須使用的轉(zhuǎn)速檢測單元，所以大型絞車上無法安裴跑車防護(hù)裝置使用的光電編碼器。

針對以上實(shí)際情況，研制以非接觸、只對磁場敏感。開關(guān)量輸出的速度傳感器是跑車防護(hù)裝置研制工作中首要任務(wù)。而它以非接觸、只對磁場敏感、開關(guān)量輸出等優(yōu)點(diǎn)得到應(yīng)用。


霍爾開關(guān)的工作原理

在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓，此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)和相關(guān)外圍電路構(gòu)成的傳感器稱為霍爾傳感器。
霍爾傳感器根據(jù)輸出模式分為線性型和脈沖型兩類。我們使用的霍爾傳感器為脈沖型，又稱霍爾開關(guān)。它主要由穩(wěn)壓器、霍爾元件。差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成。


在外磁場的作用下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B超過導(dǎo)通閥值(工作點(diǎn))時(shí)，霍爾開關(guān)輸出管導(dǎo)通，輸出低電平。之后，B值再增加，仍保持導(dǎo)通態(tài)。若外加磁場的B值降低到截止閥值(釋放點(diǎn))時(shí)，輸出管截止，輸出高電平。工作點(diǎn)與釋放點(diǎn)之間存在差值(回差)，該差值可以有效提高它的抗干擾能力。它輸出脈沖信號，其頻率與磁場變化頻率相同，受霍爾元件的響應(yīng)頻率限制，輸出幅度與輸出電路及其工作電源相關(guān)。