CN105021775B - 多参数气体检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多参数气体检测仪，包括：环境参数检测模块和无线上传模块、巡检模块、通话模块和照相模块，环境参数检测模块，用于检测井下环境中各种气体的含量，将检测到的数据实时发送至无线上传模块；无线上传模块，用于将环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示；巡检模块，用于结合煤矿人员定位系统自动对煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台；通话模块，用于通过井下无线网络进行通话；照相模块，用于对井下环境进行拍照和/或摄像。本发明实施例的多参数气体检测仪，集成化程度高功能多样化，能够实现井下生产的数字化和智能化。

Description

多参数气体检测仪

技术领域

本发明实施例涉及煤炭行业技术领域，尤其涉及一种多参数气体检测仪。

背景技术

根据国家“数字化矿山”精神，无纸化办公，取消手工纸质记录已经是必然的趋势。

目前，由于煤炭行业技术普遍较为落后，新技术的推广和普及较为迟缓，随着煤炭生产日益增长的需要，已有产品(例如单参数气体检测仪)的性能指标已经远远不能满足要求。因此，提高质量、改进便携式检测仪的性能、开发智能的新型便携式检测仪器显得十分迫切。

虽然部分矿山配有多参数气体检测仪，经过调研，已有的多参数检测仪功能单一，集成度不高，只具有检测环境气体的功能。且无法将检测到的环境参数实施上传至地面，致使地上工作人员无法获知井下的状态。因此，已有的多参数检测仪无法实现数字化和智能化，不利于井下生产的全程智能化控制。

发明内容

本发明实施例提供一种多参数气体检测仪，该多参数气体检测仪集成化程度高功能多样化，能够实现井下生产的数字化和智能化。

本发明实施例提供了一种多参数气体检测仪，包括：环境参数检测模块和无线上传模块、巡检模块、通话模块和照相模块；

所述环境参数检测模块，用于检测井下环境中各种气体的含量，将检测到的数据实时发送至所述上传模块；

所述无线上传模块，用于将所述环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示；

所述巡检模块，用于结合煤矿人员定位系统自动对所述煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至所述地面执行平台；

所述通话模块，用于通过井下无线网络进行通话；

所述照相模块，用于对井下环境进行拍照和/或摄像。

本发明实施例通过环境参数检测模块检测井下环境中各种气体的含量，并将检测到的数据实时发送至上传模块；所述无线上传模块将所述环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示，并通过巡检模块结合煤矿人员定位系统自动对所述煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至所述地面执行平台；并通过通话模块通过井下无线网络进行通话；通过照相模块对井下环境进行拍照和/或摄像。本发明实施例不仅可以检测井下环境中各种气体的含量，而且能够实现将检测到的井下环境数据实时上传到地面执行平台，使地上工作人员也能实时跟踪井下环境，实现了井下生产的数字化和智能化。

附图说明

图1A为本发明实施例一提供的多参数气体检测仪的结构示意图；

图1B为本发明实施例一提供的多参数气体检测仪中的氧气含量的历史数据曲线示意图；

图2A为本发明实施例二提供的多参数气体检测仪的结构示意图；

图2B为本发明实施例二提供的多参数气体检测仪的正面结构示意图；

图2C为本发明实施例二提供的多参数气体检测仪的背面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的多参数气体检测仪的结构示意图，如图1A所示，具体包括：环境参数检测模块11和无线上传模块12、巡检模块13、通话模块14和照相模块15。

其中，所述环境参数检测模块11用于检测井下环境中各种气体的含量，将检测到的数据实时发送至所述无线上传模块12；

所述无线上传模块12用于将所述环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示。

所述环境参数检测模块11主要检测的井下环境的气体种类包括甲烷气体的含量、一氧化碳气体的含量、二氧化碳气体的含量和氧气气体的含量，以及井下环境的温度等。

为便于井上工作人员了解井下的工作环境，所述环境参数检测模块11将检测到的上述各项数据通过无线上传模块12上传至地面执行平台。其中，无线上传模块12具体通过井下无线网络上传至地面执行平台，所述井下无线网络可为无线3G网络、无线4G网络或无线WiFi网络等。

除此之外，所述无线上传模块12也可为有线上传模块，即多参数气体检测仪与地面执行平台通过有线网络连接(例如采用光纤、同轴电缆或双绞线连接)，有线上传模块通过光纤、同轴电缆或双绞线将所述环境参数检测模块11将检测到的上述各项数据上传至地面执行平台，且通过有线上传可以保证数据传输的稳定性。

所述巡检模块13，用于结合煤矿人员定位系统自动对所述煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至所述地面执行平台。

其中，该巡检模块13主要用于煤矿工人进行井下巡视检测。巡检轨迹可以在多参数气体检测仪进行编辑修改，并设置巡检轨迹上的巡检地点。当煤矿工人到达巡检地点后，所述巡检模块对该地点的各种气体含量及温度进行检测，并自动保存检测到的数据，同时将数据上传至地面执行平台。

所述通话模块14，用于通过井下无线网络进行通话。

例如，所述通话模块可进行3G通话或者WiFi通话。

所述照相模块15，用于对井下环境进行拍照和/或摄像。

例如，在所述多参数气体检测仪中内置500万像素的摄像头，可实现拍照和视频录制功能。本实施例通过环境参数检测模块检测井下环境中各种气体的含量，并将检测到的数据实时发送至上传模块；所述无线上传模块将所述环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示，并通过巡检模块结合煤矿人员定位系统自动对所述煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至所述地面执行平台；并通过通话模块通过井下无线网络进行通话；通过照相模块对井下环境进行拍照和/或摄像。本发明实施例不仅可以检测井下环境中各种气体的含量，而且能够实现将检测到的井下环境数据实时上传到地面执行平台，使地上工作人员也能实时跟踪井下环境，实现了井下生产的数字化和智能化。

示例性的，在上述实施例的基础上，所述环境参数检测模块包括甲烷检测单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、氧气检测单元和温度检测单元；

为增加多参数气体检测仪内部电路结构的紧凑型，提高抗干扰能力，将所述甲烷检测单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、氧气检测单元和温度检测单元集成在同一检测电路板上。

其中，所述甲烷检测单元包含甲烷检测探头(例如可采用国外进口的低功耗探头，量程为0-4％)，用于检测井下环境中甲烷气体的含量；

所述一氧化碳检测单元包含一氧化碳检测探头(例如可采用国外进口的低功耗探头，可选量程为0-2000ppm)，用于检测井下环境中一氧化碳气体的含量；

所述二氧化碳检测单元包含二氧化碳检测探头(例如可采用国外进口的红外探头，可选量程为0-5％)，用于检测井下环境中二氧化碳气体的含量；

所述氧气检测单元包含氧气检测探头(例如可采用国外进口的低功耗探头，可选量程为0-25％)，用于检测井下环境中氧气气体的含量；

所述温度检测单元包含温度探头(例如可采用量程为-55-125摄氏度的)，用于检测井下环境的温度。

示例性的，所述多参数气体检测仪还包括探头保护模块；

所述探头保护模块，用于当所述环境参数检测模块检测到井下环境中任意一种气体的含量超过第三预设值时，切断该气体对应的探头的电源；当该气体的含量低于第三预设值时，打开该气体对应的探头的电源。

由于多参数气体检测仪每检测一种气体，都需要安装该气体对应的检测探头。其中，第三预设值为该气体对应的检测探头能够检测到的最大量程。为了保护检测探头，延长多参数气体检测仪的使用寿命，当某种气体的含量超过对应的检测探头的最大量程即第三预设值时，则切断该气体对应的探头的电源；当该气体的含量低于最大量程时，则恢复对该气体对应的探头的供电。

示例性的，所述多参数气体检测仪还包括查询模块；

所述查询模块，用于将检测到的历史数据绘制成曲线或者形成历史数据列表，以供工作人员查询。

所述查询模块主要用于供工作人员对检测到的历史数据进行查询，其对历史数据的处理共有两种方式。一种是绘制数据曲线，按照气体种类，将气体进行分组，每一组气体对应一条数据曲线，如图1B所示，为氧气对应的曲线图，其中，X坐标为检测时间，Y坐标为气体含量。具体在绘制曲线时，可适当的拉大或缩小检测时间间隔。另一种是按照气体种类，将对应的数据存储在数据列表中，例如可设置每隔预设时间间隔自动存储一组数据。其中数据列表包含以下至少一项：序号、气体种类、温度、气体含量、时间和测量地点。例如，可设置为如下表一所示。

表一

示例性的，所述多参数气体检测仪还包括报警模块；

所述报警模块，用于当所述环境参数检测模块检测到井下环境中任意一种或多种气体的含量超过第一预设值或低于第二预设值时，进行声和/或光报警。

其中，第一预设值和第二预设值可由工作人员自定义设置，例如在如图2B所示的多参数气体检测仪的界面上，通过上面的键盘按键进行设置。例如，所述报警模块包括发光器件(例如报警灯)和/或发声器件(例如喇叭)，当检测到井下环境中任意一种或多种气体的含量超过第一预设值或低于第二预设值时，则通知报警灯发光报警和/或驱动喇叭发声。

示例性的，所述多参数气体检测仪还包括调零校准模块；

所述调零校准模块，用于定期对布置于井下环境中的各种气体检测探头进行调零校准。

具体的，上述检测探头在使用一段时候后会出现输出漂移的现象，为此设计该调零标校模块，可定期对检测探头进行调零校准。在调零时，可往所述多参数气体检测仪中通入200ml/min的纯氮气3min，长按待调零气体的“调零”按钮3s，即可完成调零操作；在校准时，校准前先设定各种气体的对应的标准气体含量，然后分别通入200ml/min的各种气体的标准气体3min即可分别进行标校。该调零校准模块可通过启动设置在所述多参数气体检测仪上的一键触摸操作来实现，简单，快捷。

示例性的，所述多参数气体检测仪采用安卓系统实现。

示例性的，所述多参数气体检测仪还包括无线充电模块；

所述无线充电模块，用于通过电磁感应方式对所述多参数气体检测仪中的可充电锂电池进行非接触式充电。

其中，所述无线充电模块通过磁感应方式可实现短距离无线电能输送，例如，对5V1A可充电锂电池的非接触式充电。其无线充电距离可达12mm，且允许所述无线充电模块放置偏移。所述无线充电模块偏移量超出±4mm，会自动关断，停止充电；所述无线充电模块提起再放置(间隔3秒钟)将重新联接进入充电状态；具有负载过充保护功能。当所述无线充电模块检测到与其连接的负载输出电流过大(电流超过额定输出值)，所述无线充电模块置会自动关断与接收器连接并进入待机状态，等待负载重新提起再正确放置(间隔3秒钟)连线成功重新进入充电状态。

此外，为增加工作人员的使用灵活性，所述多参数气体检测仪还具有有线充电模块，同时采用电池管理技术，进行充电保护，以防止电池过充。

另外，所述多参数气体检测仪还具有存储可扩展功能，可外接大容量的SD卡存储器，实现长时间大容量的数据存储。

上述各实施例在环境参数检测模块和无线上传模块基础上，进一步集成上述各功能模块，不仅可以检测井下环境中各种气体的含量，而且能够实现将检测到的井下环境数据实时上传到地面执行平台，使地上工作人员也能实时跟踪井下环境，实现了井下生产的数字化和智能化。

实施例二

图2A为本发明实施例二提供的多参数气体检测仪的结构示意图，本实施例为一具体实施例，仅用来详细说明本发明。如图2A所示，包括环境参数检测模块21、无线上传模块22、巡检模块23、查询模块24、报警模块25、通话模块26、照相模块27、无线充电模块28和调零校准模块29。上述各模块的功能具体参见上述实施例一的相关描述，这里不再赘述。

其中，所述环境参数检测模块21包括甲烷检测单元211、一氧化碳检测单元212、二氧化碳检测单元213、氧气检测单元214和温度检测单元215。其中，上述各单元的功能具体参见上述实施例一的相关描述，这里不再赘述。

具体的，如图2B所示，本实施例的多参数气体检测仪采用安卓系统实现，并采用触摸显示屏201，其中触摸显示屏201的尺寸可根据实际需求进行设置，一般设置为4.3寸。所述触摸显示屏用来显示所述环境参数检测模块21检测到的各种气体的含量数据以及温度值。

所述多参数气体检测仪的界面上还设置有外壳209和防水按键202，这些按键用来供工作人员输入参考值，例如上述的第一预设值和第二预设值。或者，供工作人员启动某个功能模块，例如工作人员想要进行巡检，则通过按下对应的按钮，即可启动巡检模块进行工作。

所述多参数气体检测仪的界面上还设置有报警灯203，在所述报警模块25检测到甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳四个参数中任意一个的显示值高于上限或低于下限时，进行发光报警。或者，如图2C所示，在所述多参数气体检测仪的背面上设置闪光灯208，在所述报警模块25检测到甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳四个参数中任意一个的显示值高于上限或低于下限时，进行闪光报警。

如图2C所示，所述多参数气体检测仪的背面上还设置有进气孔204、摄像头205、喇叭206和电池盖207。其中，进气孔204用于在所述调零校准模块29进行调零校准时，通入标准气体。摄像头205在所述照相模块27启动后用来拍照或摄像。喇叭206在所述报警模块25检测到甲烷、氧气、一氧化碳、二氧化碳四个参数中任意一个的显示值高于上限或低于下限时，进行发声报警。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种多参数气体检测仪，其特征在于，包括：环境参数检测模块和无线上传模块、巡检模块、通话模块和照相模块；

所述环境参数检测模块，用于检测井下环境中各种气体的含量，将检测到的数据实时发送至所述无线上传模块；

所述无线上传模块，用于将所述环境参数检测模块发送的数据通过井下无线网络上传至地面执行平台，以进行显示；

所述巡检模块，用于结合煤矿人员定位系统自动对所述煤矿人员巡检轨迹上的各个巡检地点进行环境检测，并将检测到的数据通过井下无线网络上传至所述地面执行平台；

所述多参数气体检测仪还用于编辑修改所述巡检轨迹及所述巡检轨迹上的巡检地点；

所述通话模块，用于通过井下无线网络进行通话；

所述照相模块，用于对井下环境进行拍照和/或摄像；

还包括查询模块，所述查询模块，用于将检测到的历史数据绘制成曲线或者形成历史数据列表，以供工作人员查询。

2.根据权利要求1所述的多参数气体检测仪，其特征在于，还包括报警模块；

所述报警模块，用于当所述环境参数检测模块检测到井下环境中任意一种或多种气体的含量超过第一预设值或低于第二预设值时，进行声和/或光报警。

3.根据权利要求1所述的多参数气体检测仪，其特征在于，还包括探头保护模块；

所述探头保护模块，用于当所述环境参数检测模块检测到井下环境中任意一种气体的含量超过第三预设值时，切断该气体对应的探头的电源；当该气体的含量低于第三预设值时，打开该气体对应的探头的电源。

4.根据权利要求1～3任一项所述的多参数气体检测仪，其特征在于，还包括无线充电模块；

所述无线充电模块，用于通过电磁感应方式对所述多参数气体检测仪中的可充电锂电池进行非接触式充电。

5.根据权利要求1～3任一项所述的多参数气体检测仪，其特征在于，还包括调零校准模块；

所述调零校准模块，用于定期对布置于井下环境中的各种气体检测探头进行调零校准。

6.根据权利要求1～3任一项所述的多参数气体检测仪，其特征在于，所述环境参数检测模块包括甲烷检测单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、氧气检测单元和温度检测单元；

所述甲烷检测单元、一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、氧气检测单元和温度检测单元集成在同一检测电路板上；

所述甲烷检测单元，用于检测井下环境中甲烷气体的含量；

所述一氧化碳检测单元，用于检测井下环境中一氧化碳气体的含量；

所述二氧化碳检测单元，用于检测井下环境中二氧化碳气体的含量；

所述氧气检测单元，用于检测井下环境中氧气气体的含量；

所述温度检测单元，用于检测井下环境的温度。

7.根据权利要求1～3任一项所述的多参数气体检测仪，其特征在于，所述多参数气体检测仪采用安卓系统实现。