CN104632282B - 一种煤矿井下实时显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤矿井下实时显示装置，包括PJD127V‑6隔爆兼本安型多参数记录显示屏(1)，所述PJD127V‑6隔爆兼本安型多参数记录显示屏(1)包括本安电源转换电路、第一电源转换电路、单片机I以及与单片机I连接的温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路、第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路、第三组数码管显示电路。本发明能够将井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况显示出来，便于过往的矿工查看；可实时根据环境的实时变化及时更改各个参数信息，使过往矿工看到的是最新、准确的信息；降低了成本，提高了工作效率和安全性。

Description

一种煤矿井下实时显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，具体是一种煤矿井下实时显示装置，属于煤矿井下显示设备技术领域。

背景技术

目前，为了确保煤矿井下工作的安全性，便于井下工作者及时获知井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况，井下一般设置有黑笔白板，通过将各个环境参数值写在白板上进行提醒，并供过往的矿工查看。但在实际使用过程中，这种方式存在如下问题：井下的环境状况(即湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳及氧气等参数)是时刻变动的，需要记录人员多次来回行走修改白板上的参数信息，不仅耗费大量的人力物力，成本高、工作效率低，而且存在因参数更新不及时引起的事故，安全系数低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿井下实时显示装置，不仅能够将井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况显示出来，便于过往的矿工查看；而且可实时根据环境的实时变化及时更改各个参数信息，使过往矿工看到的是最新、准确的信息；同时，可以降低成本，提高工作效率，安全性高。

为了实现上述目的，本发明采用的一种煤矿井下实时显示装置，包括PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏，所述PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏包括本安电源转换电路、第一电源转换电路、单片机I以及与单片机I连接的温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路、第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路、第三组数码管显示电路；所述本安电源转换电路的输入端接DC5V电源，本安电源转换电路对DC5V电压进行转换，并将转换后的电压传送至第一电源转换电路的输入端，且为第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路以及第三组数码管显示电路供电；所述第一电源转换电路用于将输入端接收到的电压进行转换，转换输出两种电压，分别为V1输出和V2输出；所述V1输出用于温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路供电；所述温湿度采集电路用于采集井下温度、湿度信息，并将采集到的信息传送给单片机I；所述第一红外遥控接收电路用于调整各个数码管显示电路的显示数据；所述第一组数码管显示电路用于显示井下氧气、温度及湿度的情况；所述第二组数码管显示电路用于显示井下甲烷、一氧化碳及二氧化碳的情况。

一种煤矿井下实时显示装置，还包括CD4XA悬挂式多参数测定器、用于给CD4XA悬挂式多参数测定器提供电源的供电电路以及用于连接PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏和CD4XA悬挂式多参数测定器的第一RS485通讯电路；所述CD4XA悬挂式多参数测定器包括第二电源转换电路、单片机II以及与单片机II连接的用于检测井下甲烷含量的甲烷监测电路、用于检测井下氧气含量的氧气监测电路、用于检测井下一氧化碳含量的一氧化碳监测电路、用于检测井下二氧化碳含量的二氧化碳监测电路、设备开关、第二红外遥控接收电路、第四数码管显示电路、第二RS485通讯电路；所述第二电源转换电路的输入端与供电电路连接，对接收的电源进行转换，转换成四种输出引脚，分别为V1脚、V2脚、V3脚、V4脚，用于给甲烷监测电路、氧气监测电路、一氧化碳监测电路、二氧化碳监测电路以及第二红外遥控接收电路供电；所述第四数码管显示电路、第二RS485通讯电路由供电电路供电；所述第一RS485通讯电路与第二RS485通讯电路连接。

所述CD4XA悬挂式多参数测定器还包括蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路由供电电路供电，并与单片机II连接。

所述蜂鸣器电路可包括二极管D2、电阻R14、蜂鸣器B1以及三极管Q1，所述二极管D2与蜂鸣器B1并联接，并联的一端(对应二极管D2负极)为VDD端，接供电电路的VDD脚，并联的另一端(对应二极管D2正极)与三极管Q1的集电极连接；所述三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R14的一端连接；电阻R14的另一端为BZC端，并与单片机II的BZC脚连接。

第三组数码管显示电路和第四数码管显示电路用于显示。

与现有技术相比，本发明利用PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏代替原有的黑笔白板的记录方式，通过将其安装在煤矿井下需要监测瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等气体的场所，利用温湿度采集电路采集井下温度、湿度情况，并通过对应的数码管显示电路显示出来；而甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳等参数，可通过遥控调整的方式借助第一红外遥控接收电路将遥控设置的信息发送给单片机I，并通过对应的数码管显示电路显示出来，供过往的矿工查看；最终，该装置不仅能够将井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况显示出来，便于过往的矿工查看；而且可实时根据环境的实时变化及时更改各个参数信息，使过往矿工看到的是最新、准确的信息；同时，降低了成本，提高了工作效率和安全性。此外，还可借助CD4XA悬挂式多参数测定器实时采集环境内甲烷等气体的含量，再通过RS485方式传输给PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏将检测的具体信息显示出来，无需人工再进行遥控设置，操作更简单，各个参数信息更准确及时。

附图说明

图1为PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏单片机I的电气原理图；

图2为PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏第一电源转换电路电气原理图；

图3为温湿度采集电路电气原理图；

图4为PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏第一红外遥控接收电路的电气原理图；

图5为PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏RS485通讯电路电气原理图；

图6为第一组数码管显示电路电气原理图；

图7为第二组数码管显示电路电气原理图；

图8为第三组数码管显示电路电气原理图；

图9为本安电源转换电路电气原理图；

图10为CD4XA悬挂式多参数测定器单片机II的电气原理图；

图11为CD4XA悬挂式多参数测定器供电电路的电气原理图；

图12为CD4XA悬挂式多参数测定器第二电源转换电路电气原理图；

图13为甲烷监测电路电气原理图；

图14为氧气监测电路电气原理图；

图15为一氧化碳监测电路电气原理图；

图16为二氧化碳监测电路电气原理图；

图17为蜂鸣器电路电气原理图；

图18为设备开关电路电气原理图；

图19为CD4XA悬挂式多参数测定器第二红外遥控接收电路电气原理图；

图20为CD4XA悬挂式多参数测定器RS485通讯电路电气原理图；

图21为CD4XA悬挂式多参数测定器数码管显示电路电气原理图；

图22为设备连接示意图。

图中：1、PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏，2、通讯电缆，3、CD4XA悬挂式多参数测定器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图22所示，一种煤矿井下实时显示装置，包括PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏1，所述PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏1包括本安电源转换电路、第一电源转换电路、单片机I以及与单片机I连接的温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路、第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路、第三组数码管显示电路；如图9所示，本安电源转换电路的输入端接DC5V电源，本安电源转换电路对DC5V电压进行转换，并将转换后的电压传送至第一电源转换电路的输入端，且为第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路以及第三组数码管显示电路供电；如图2、图3和图4所示，所述第一电源转换电路用于将输入端接收到的电压进行转换，转换输出两种电压，分别为V1输出和V2输出；所述V1输出用于温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路供电；所述温湿度采集电路用于采集井下温度、湿度信息，并将采集到的信息传送给单片机I，如图3所示，温湿度采集电路中的SCLK脚和Din脚分别接入单片机I的SCLK脚和Din脚；所述第一红外遥控接收电路用于调整各个数码管显示电路的显示数据，如图4所示，电路中的IRI脚接入单片机I的IRI脚；所述第一组数码管显示电路用于显示井下氧气、温度及湿度的情况；所述第二组数码管显示电路用于显示井下甲烷、一氧化碳及二氧化碳的情况。

其中，如图所示，第一组数码管显示电路的a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2和op2脚分别接入单片机I的a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2和op2脚,VDD脚接第一电源转换电路VDD脚，脚接第一电源转换电路C2S1、C2S2、C2S3、TS1、TS2、TS3、RHS1、RHS2和RHS3脚分别接入单片机I的C2S1、C2S2、C2S3、TS1、TS2、TS3、RHS1、RHS2和RHS3脚；如图所示，第二组数码管显示电路的a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和op1脚分别接入单片机的a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1和op1脚，VDD脚接电源转换部分VDD脚，脚接电源转换部分CHS1、CHS2、CHS3、COS1、COS2、COS3、O2S1、O2S2和O2S3脚分别接入单片机的CHS1、CHS2、CHS3、COS1、COS2、COS3、O2S1、O2S2和O2S3脚；如图所示，第三组数码管显示电路的Ld、Lc、Lb和La脚分别接入单片机的Ld、Lc、Lb和La脚，VDD脚接电源转换部分VDD脚，脚接电源转换部分LS1、LS2和LS3脚分别接入单片机的LS1、LS2和LS3脚。

使用时，可将其安装在煤矿井下需要监测瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等气体的场所，代替原有的黑笔白板的记录方式，其中，温度、湿度情况可通过温湿度采集电路进行采集，并通过对应的数码管显示电路显示出来；而甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳等参数，可通过遥控调整的方式借助第一红外遥控接收电路将遥控设置的信息发送给单片机I，并通过对应的数码管显示电路显示出来，供过往的矿工查看；最终，该装置不仅能够将井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况显示出来，便于过往的矿工查看；而且可实时根据环境的实时变化及时更改各个参数信息，使过往矿工看到的是最新、准确的信息；同时，降低了成本，提高了工作效率和安全性。

作为本发明的进一步改进，该煤矿井下实时显示装置还可包括CD4XA悬挂式多参数测定器、用于给CD4XA悬挂式多参数测定器提供电源的供电电路以及用于连接PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏1和CD4XA悬挂式多参数测定器的第一RS485通讯电路；如图10至21所示，所述CD4XA悬挂式多参数测定器包括第二电源转换电路、单片机II以及与单片机II连接的用于检测井下甲烷含量的甲烷监测电路、用于检测井下氧气含量的氧气监测电路、用于检测井下一氧化碳含量的一氧化碳监测电路、用于检测井下二氧化碳含量的二氧化碳监测电路、设备开关、第二红外遥控接收电路、第四数码管显示电路、第二RS485通讯电路；如图11所示，供电电路中的+5V脚和GND脚为外部直流供电，C+、C-为充电接口，VDD为设备内部工作电压输出5V+，为设备内部工作电压输出5V-，CHIN、CHCN和VOL脚分别接入单片机II的CHIN、CHCN和VOL脚；供电电路中的VDD与第二电源转换电路的输入端、第四数码管显示电路和第二RS485通讯电路连接，用于它们的供电；如图12所示，所述第二电源转换电路对输入端接收的电源进行转换，转换成四种输出引脚，分别为2.8V+的V1脚、2.8V-的V2脚、3.0V+的V3脚、3.0V+的V4脚，用于给甲烷监测电路、氧气监测电路、一氧化碳监测电路、二氧化碳监测电路以及第二红外遥控接收电路供电，第二电源转换电路中的L3脚、L5脚、L7脚分别接入单片机II的L3脚、L5脚、L7脚；所述第一RS485通讯电路如图5所示，第一RS485通讯电路中的V2脚接第一电源转换电路的V2脚,脚接第一电源转换电路的RX2、RTCN和TX2脚分别对应接入单片机I的RX2、RTCN和TX2脚；所述第二RS485通讯电路如图20所示，其中，VDD脚接供电电路中的VDD脚，L7脚接单片机II的L7脚，RX、RTCN和TX脚对应接入单片机II的RX、RTCN和TX脚；第二RS485通讯电路中的A脚和B脚分别对应接入第一RS485通讯电路的A脚和B脚。可通过CD4XA悬挂式多参数测定器实时采集环境内甲烷等气体的含量，通过RS485方式传输给PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏进行显示，操作更方便。

如图13所示，甲烷监测电路的V3脚接第二电源转换电路V3脚，脚接第二电源转换电路AD3脚接入单片机II的AD3脚。如图14所示，氧气监测电路的V1脚接第二电源转换电路V1脚，脚接第二电源转换电路AD4脚接入单片机I I的AD4脚。如图15所示，一氧化碳监测电路的V1脚接第二电源转换电路V1脚，V2脚接第二电源转换电路V2脚，脚接第二电源转换电路AD5脚接入单片机II的AD5脚。如图16所示，二氧化碳监测电路的V4脚接第二电源转换电路V4脚，脚接第二电源转换电路RX2脚接入单片机II的TX2脚，TX2脚接入单片机II的RX2脚。

优选地，所述CD4XA悬挂式多参数测定器还包括蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路由供电电路供电，并与单片机II连接；如图17所示，所述蜂鸣器电路可包括二极管D2、电阻R14、蜂鸣器B1以及三极管Q1，所述二极管D2与蜂鸣器B1并联接，并联的一端(对应二极管D2负极)为VDD端，接供电电路的VDD脚，并联的另一端(对应二极管D2正极)与三极管Q1的集电极连接；所述三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R14的一端连接；电阻R14的另一端为BZC端，并与单片机II的BZC脚连接。当甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳等的含量超出一定范围时，单片机II会向蜂鸣器电路发送一个报警信号，二极管D2会发光，同时蜂鸣器B1会发出报警声，提醒井下矿工注意，更安全。

第三组数码管显示电路和第四数码管显示电路用于显示。

由上述结构可见，本发明利用PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏代替原有的黑笔白板的记录方式，通过将其安装在煤矿井下需要监测瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等气体的场所，利用温湿度采集电路采集井下温度、湿度情况，并通过对应的数码管显示电路显示出来；再通过遥控调整的方式借助第一红外遥控接收电路将遥控设置的甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳等参数信息发送给单片机I，并通过对应的数码管显示电路显示出来，供过往的矿工查看；最终，该装置不仅能够将井下湿度、温度、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氧气等环境状况显示出来，便于过往的矿工查看；而且可实时根据环境的实时变化及时更改各个参数信息，使过往矿工看到的是最新、准确的信息；同时，降低了成本，提高了工作效率和安全性。此外，还可借助CD4XA悬挂式多参数测定器实时采集环境内甲烷等气体的含量，再通过RS485方式传输给PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏将检测的具体信息显示出来，无需人工再进行遥控设置，操作更简单，各个参数信息更准确及时。

Claims (5)

1.一种煤矿井下实时显示装置，其特征在于，包括PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏(1)，所述PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏(1)包括本安电源转换电路、第一电源转换电路、单片机I以及与单片机I连接的温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路、第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路、第三组数码管显示电路；

所述本安电源转换电路的输入端接DC5V电源，本安电源转换电路对DC5V电压进行转换，并将转换后的电压传送至第一电源转换电路的输入端，且为第一组数码管显示电路、第二组数码管显示电路以及第三组数码管显示电路供电；

所述第一电源转换电路用于将输入端接收到的电压进行转换，转换输出两种电压，分别为V1输出和V2输出；所述V1输出用于温湿度采集电路、第一红外遥控接收电路供电；

所述温湿度采集电路用于采集井下温度、湿度信息，并将采集到的信息传送给单片机I；

所述第一红外遥控接收电路用于调整各个数码管显示电路的显示数据；

所述第一组数码管显示电路用于显示井下氧气、温度及湿度的情况；

所述第二组数码管显示电路用于显示井下甲烷、一氧化碳及二氧化碳的情况。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下实时显示装置，其特征在于，还包括CD4XA悬挂式多参数测定器(3)、用于给CD4XA悬挂式多参数测定器(3)提供电源的供电电路以及用于连接PJD127V-6隔爆兼本安型多参数记录显示屏(1)和CD4XA悬挂式多参数测定器(3)的第一RS485通讯电路；

所述CD4XA悬挂式多参数测定器包括第二电源转换电路、单片机II以及与单片机II连接的用于检测井下甲烷含量的甲烷监测电路、用于检测井下氧气含量的氧气监测电路、用于检测井下一氧化碳含量的一氧化碳监测电路、用于检测井下二氧化碳含量的二氧化碳监测电路、设备开关、第二红外遥控接收电路、第四数码管显示电路、第二RS485通讯电路；

所述第二电源转换电路的输入端与供电电路连接，对接收的电源进行转换，转换成四种输出引脚，分别为V1脚、V2脚、V3脚、V4脚，用于给甲烷监测电路、氧气监测电路、一氧化碳监测电路、二氧化碳监测电路以及第二红外遥控接收电路供电；

所述第四数码管显示电路、第二RS485通讯电路由供电电路供电；

所述第一RS485通讯电路与第二RS485通讯电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下实时显示装置，其特征在于，所述CD4XA悬挂式多参数测定器还包括蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路由供电电路供电，并与单片机II连接。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下实时显示装置，其特征在于，所述蜂鸣器电路包括二极管D2、电阻R14、蜂鸣器B1以及三极管Q1，所述二极管D2与蜂鸣器B1并联接，并联的一端为VDD端，接供电电路的VDD脚，并联的另一端与三极管Q1的集电极连接；所述三极管Q1的发射极接地，基极与电阻R14的一端连接；电阻R14的另一端为BZC端，并与单片机II的BZC脚连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种煤矿井下实时显示装置，其特征在于，第三组数码管显示电路和第四数码管显示电路用于显示。