CN103364367A - 矿用数字化气体参数测量预警系统 - Google Patents

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本发明公开了一种矿用数字化气体参数测量预警系统,包括有安装在气体管道上的管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器,管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器的信号输出端共同接入计算机,计算机外接显示屏,所测得的参数在显示屏中显示,计算机与煤矿总控站联网通信,电源箱分别为各传感器、显示器供电。本发明作用齐全,是适用于管道输送气体参数连续监测的固定式监测系统,测量精度高、使用效果好,保证了实时采样和多点采样的准确性,并及时进行超标报警以及向煤矿总控站及时反映在线监测的情况。

Description

矿用数字化气体参数测量预警系统
技术领域
[0001] 本发明主要涉及煤矿领域,尤其涉及一种矿用数字化气体参数测量预警系统。
背景技术
[0002] 矿用数字化气体参数测量预警系统包括有管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器,能自动、准确地监测管道内甲烷浓度、一氧化碳浓度、压力和温度等参数,具有甲烷浓度、一氧化碳浓度超限声光报警功能,能就地显示甲烷浓度、一氧化碳浓度的监测数值,并直接显示标准状态下被测甲烷气体的标况体积累积量,是适用于管道输送气体参数连续监测的固定式监测系统。然而,现有的红外甲烷传感器、一氧化碳传感器均存在诸多缺陷,无法直接使用到该装置中,需要重新设计。
发明内容
[0003] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种矿用数字化气体参数测量预警系统。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:
矿用数字化气体参数测量预警系统,其特征在于:包括有安装在气体管道上的管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器,管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器的信号输出端共同接入计算机,计算机外接显示屏,所测得的气体参数在显示屏中显示,计算机与煤矿总控站联网通信,电源箱分别为各传感器、计算机、显示屏供电;所述的管道用红外甲烷传感器包括有单片机一,单片机一的频率输出接口通过红外光源驱动电路控制连接红外光源,红外光源向红外敏感元件间歇性发射红外光,红外敏感元件旁设有温度补偿模块一,红外敏感元件连接有软启动电源,软启动电源连接有保护电路,红外敏感元件的信号输出端接入差分放大电路的信号输入端,差分放大电路的三个信号输出端分别连接保护电路、A/D转换器一、信号输出电路一,A/D转换器一的数字信号输出端接入单片机一,温度补偿模块一的信号输出端通过A/D转换器二连接单片机一,单片机一连接有遥控器接收头,遥控器接收头与遥控器进行无线通信,单片机一还外接有声光报警接口、电流输出接口、振荡器、数码管一、存储器一、看门狗电路一;所述的管道用一氧化碳传感器,包括有单片机二、温度补偿模块二,单片机二的信号输入端连接有遥控调校器,遥控调校器连接有热催化电桥,热催化电桥的信号输出端连接线性放大电路一,线性放大电路一连接A/D转换器三,A/D转换器四接入单片机二,热催化电桥旁设有温度补偿模块二,温度补偿模块二通过线性放大电路二、A/D转换器四与单片机二连接,热催化电桥的电源端与开关电源之间连接有稳压电路,单片机二外接有声光报警电路、看门狗电路二、存储器二、信号输出电路二,单片机二还通过I/O接口连接有数码管二。
[0005] 本发明的原理是:
1、管道用红外甲烷传感器
甲烷传感器上电后,软启动电源的电路开始给红外敏感元件加电,同时防误动作的保护电路工作,以防止开机误动作,经15s左右退出控制状态,此时单片机控制红外光源向红外敏感元件间歇性发射红外光,红外敏感元件进入稳定工作状态,将检测到的甲烷浓度信号送至差动放大器,由差放电路输出三路信号,一路送A/D转换,显示测量数值、判断并执行是否发出声光报警信号;一路送保护电路;一路经匹配放大后送信号输出电路,输出200〜IOOOHz或I〜5mA信号。
[0006] 当浓度达到预置报警点时,传感器发出声光报警信号;甲烷浓度下降到预置报警点以下时,自动解除声光报警信号;用遥控器调整传感器的零点、量程,而且具有掉电保护功能。
[0007] 2、管道用一氧化碳传感器
热催化电桥采集到的信号经线性放大后,直接进行模拟数字转换,经单片机采集、进行温度补偿并且运算后,通过三位数码管显示CO的浓度值,同时输出与一氧化碳浓度相应的200-1000HZ频率信号。当一氧化碳的浓度超过报警值时,单片机产生间歇的声光报警信号。
[0008] 本发明的优点是:
本发明作用齐全,是适用于管道输送气体参数连续监测的固定式监测系统,测量精度高、使用效果好,保证了实时采样和多点采样的准确性,并及时进行超标报警以及向煤矿总控站及时反映在线监测的情况。
附图说明
[0009] 图1为本发明的整体结构示意图。
[0010] 图2为管道用红外甲烷传感器的原理框图。
[0011] 图3为管道用一氧化碳传感器的原理框图。
具体实施方式
[0012] 如图1-3所示,矿用数字化气体参数测量预警系统,包括有安装在气体管道4上的管道用红外甲烷传感器2、管道用一氧化碳传感器3,管道用红外甲烷传感器2、管道用一氧化碳传感器3的信号输出端共同接入计算机1,计算机I外接显示屏5,所测得的参数在显示屏5中显示,计算机I与煤矿总控站联网通信,电源箱6分别为各传感器2、3及计算机1、显示屏5供电;
管道用红外甲烷传感器2包括有单片机2.1,单片机2.1的频率输出接口 2.2通过红外光源驱动电路2.3控制连接红外光源2.4,红外光源2.4向红外敏感元件2.5间歇性发射红外光,红外敏感元件2.5旁设有温度补偿模块2.6,红外敏感元件2.5连接有软启动电源
2.7,软启动电源2.7连接有保护电路2.8,红外敏感元件2.5的信号输出端接入差分放大电路2.9的信号输入端,差分放大电路2.9的其中两个信号输出端分别连接保护电路2.8、A/D转换器2.10、信号输出电路2.21,A/D转换器2.10的数字信号输出端接入单片机2.1,温度补偿模块2.6的信号输出端通过A/D转换器2.11连接单片机2.1,单片机2.1连接有遥控器接收头2.12,遥控器接收头2.12与遥控器2.13进行无线通信,单片机2.1还外接有声光报警接口 2.14、电流输出接口 2.15、振荡器2.16、数码管2.17、存储器2.18、看门狗电路
2.19 ;
管道用一氧化碳传感器3包括有单片机3.1、温度补偿模块3.2,单片机3.1的信号输入端连接有遥控调校器3.3,遥控调校器3.3连接有热催化电桥3.4,热催化电桥3.4的信号输出端连接线性放大电路3.5,线性放大电路3.5连接A/D转换器3.6,A/D转换器3.6接入单片机3.1,热催化电桥3.4旁设有温度补偿模块3.1,温度补偿模块3.1通过线性放大电路3.7、A/D转换器3.8与单片机3.1连接,热催化电桥3.4的电源端与开关电源3.9之间连接有稳压电路3.10,单片机3.1外接有声光报警电路3.11、看门狗电路3.12、存储器
3.13、信号输出电路3.14,单片机I还通过I/O接口 3.15连接有数码管3.16。

Claims (1)

1.矿用数字化气体参数测量预警系统,其特征在于:包括有安装在气体管道上的管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器,管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器的信号输出端共同接入计算机,计算机外接显示屏,所测得的气体参数在显示屏中显示,计算机与煤矿总控站联网通信,电源箱分别为各传感器、计算机、显示屏供电;所述的管道用红外甲烷传感器包括有单片机一,单片机一的频率输出接口通过红外光源驱动电路控制连接红外光源,红外光源向红外敏感元件间歇性发射红外光,红外敏感元件旁设有温度补偿模块一,红外敏感元件连接有软启动电源,软启动电源连接有保护电路,红外敏感元件的信号输出端接入差分放大电路的信号输入端,差分放大电路的三个信号输出端分别连接保护电路、A/D转换器一、信号输出电路一,A/D转换器一的数字信号输出端接入单片机一,温度补偿模块一的信号输出端通过A/D转换器二连接单片机一,单片机一连接有遥控器接收头,遥控器接收头与遥控器进行无线通信,单片机一还外接有声光报警接口、电流输出接口、振荡器、数码管一、存储器一、看门狗电路一;所述的管道用一氧化碳传感器,包括有单片机二、温度补偿模块二,单片机二的信号输入端连接有遥控调校器,遥控调校器连接有热催化电桥,热催化电桥的信号输出端连接线性放大电路一,线性放大电路一连接A/D转换器三,A/D转换器四接入单片机二,热催化电桥旁设有温度补偿模块二,温度补偿模块二通过线性放大电路二、A/D转换器四与单片机二连接,热催化电桥的电源端与开关电源之间连接有稳压电路,单片机二外接有声光报警电路、看门狗电路二、存储器二、信号输出电路二,单片机二还通过I/O接口连接有数码管二。
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