CN106773989A - 一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采煤机甲烷监测技术领域，提出了一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，包括壳体，壳体内设置有隔板，隔板将壳体内空间分割为本安腔和隔爆腔，隔板上设置有过线孔；本安腔内设置有信号处理电路和报警器，本安腔体上设置有甲烷传感器和人机交互单元，隔爆腔内设置有控制电路、电源转换电路和备用电池，隔爆腔体上设置有信号输入输出接口；甲烷传感器经信号处理电路与控制电路连接，控制电路的第一信号输出端与报警器电连接，控制电路的信号输入输出端经隔板上的过线孔与人机交互单元双向电连接，信号输入输出接口分别与电源转换电路的输入端和控制电路的第二信号输出端连接。本发明实现了甲烷监测与断电一体化，可以广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及采煤机甲烷监测技术领域，具体涉及一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪。
背景技术
甲烷（CH4）是煤矿瓦斯的主要成分，约占83%—89%，所以通常认为甲烷就是瓦斯。频发的煤矿瓦斯爆炸导致了大量人员的伤亡、重大的财产损失和严重社会影响，引起了国际社会的广泛关注。为此，预防控制煤矿重特大事故已成为行业内急需解决的重大问题。为了适应煤炭工业向机械化和自动化方向发展，确保矿井的生产安全，防止瓦斯爆炸事故的发生，矿用甲烷传感器的研究和设计从未停止过。现有技术中，采煤机甲烷断电仪为两件套，一件主要是甲烷传感器，另一件为断电仪。甲烷传感器和断电仪套件通过一组电源线及一组信号线与外部连接，甲烷传感器和断电仪之间还需要通过线缆连接，多组线缆连接导致安装不便，也易出故障；其次，现有技术中的套甲烷断电仪只有开关量信号输出，其输出信号类型较为单一；第三，现有技术中的两件套甲烷断电仪只有断电作用，监测功能不够完善；第四，现有技术中的两件套甲烷断电仪体积和质量均较大。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种机载式矿用隔爆兼本质安全性甲烷断电仪，实现甲烷监测与断电功能合二为一。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：包括壳体，所述壳体内设置有隔板，隔板将所述壳体内空间分割为本安腔和隔爆腔，所述隔板上设置有过线孔；所述本安腔内设置有信号处理电路和报警器，所述本安腔体上设置有甲烷传感器和人机交互单元，所述隔爆腔内设置有控制电路、电源转换电路和备用电池，所述隔爆腔体上设置有信号输入输出接口；甲烷传感器的信号输出端与所述信号处理电路的输入端电连接，所述信号处理电路的输出端经所述隔板上的过线孔与控制电路连接，所述控制电路的第一信号输出端经所述隔板上的过线孔与所述报警器电连接，所述控制电路的信号输入输出端经所述隔板上的过线孔与所述人机交互单元双向电连接，所述信号输入输出接口分别与所述电源转换电路的输入端和控制电路的第二信号输出端连接，用于输入电源和输出控制信号。
所述壳体包括座板，侧板以及盖板，所述座板与所述侧板接触面为防爆结合面，所述隔板与所述侧板接触面为防爆结合面，所述座板上设置有用于固定所述机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的通孔。
所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，还包括设置在隔爆腔内的驱动电路和设置在本安腔内的报警电路，控制电路通过驱动电路与人际交互单元电连接，驱动电路用于驱动所述人机交互单元进行数据显示；控制电路通过报警电路与所述报警器连接，报警电路用于驱动所述报警器报警。
所述信号处理电路包括滤波电路，信号放大电路和AD转换电路，所述控制电路包括单片机。
所述电源转换电路的输出端与所述控制电路和备用电池连接，用于给所述控制电路供电，以及给所述备用电池充电。
所述报警器包括蜂鸣器和指示灯，所述人机交互单元包括显示器和操作按钮。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，壳体内设置有隔板，通过隔板将所述壳体内空间分割为本安腔和隔爆腔，具有隔爆兼本质安全型的结构，实现了监测与断电一体化；缩小了体积，减轻了质量，使用及安装便捷；
2、本发明的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，内部设置有控制板，可以实现输出信号多样化，输出信号种类包括电平信号、开关量信号、频率信号、模拟量信号，可同时满足不同需求。
3、内部设置有备电，保证断电时监测功能继续使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的侧向剖视图；
图2为本发明实施例提供的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的正视图；
图3为本发明实施例提供的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的电路连接图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1~3所示，为本发明实施例提供的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，包括壳体1，所述壳体1内设置有隔板2，隔板2将所述壳体内空间分割为本安腔3和隔爆腔4，所述隔板2上设置有过线孔；所述本安腔3内设置有信号处理电路17和报警器5，所述本安腔体上设置有甲烷传感器13和人机交互单元6，所述隔爆腔4内设置有控制电路7、电源转换电路8和备用电池9，所述隔爆腔体上设置有信号输入输出接口10；甲烷传感器13的信号输出端与所述信号处理电路17的输入端电连接，所述信号处理电路17的输出端经所述隔板2上的过线孔与控制电路7连接，所述控制电路7的第一信号输出端经所述隔板2上的过线孔与所述报警器5电连接，所述控制电路7的信号输入输出端经所述隔板2上的过线孔与所述人机交互单元6双向电连接，所述信号输入输出接口10分别与所述电源转换电路8的输入端和控制电路7的第二信号输出端连接，用于输入电源和输出控制信号。
如图1所示，所述壳体包括座板101，侧板102以及盖板103，所述座板101与所述侧板102接触面为防爆结合面，所述隔板2与所述侧板102接触面为防爆结合面，所述座板103上设置有用于固定所述机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的通孔104。
其中，如图3所示，本发明的机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪还包括驱动电路11和报警电路12，所述驱动电路11设置在隔爆腔内，控制电路7通过驱动电路11与人际交互单元电连接，驱动电路11用于驱动所述人机交互单元进行数据显示，该人机交互单元可以为数码管显示器，用于显示被测气体的甲烷浓度；所述报警电路12设置本安腔内，控制电路7通过报警电路12与所述报警器5连接，报警电路12用于驱动所述报警器5报警。
其中，所述信号处理电路包括滤波电路，信号放大电路和AD转换电路，所述控制电路包括单片机。
本发明的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪工作原理为：甲烷传感器采用热催化元件组成惠氏电桥，由载体催化元件（俗称黑元件）和纯载体元件（俗称白元件）组成测量臂，由金属膜电阻和电位器组成辅助臂，稳压电路为电桥提供稳定的电压，在新鲜空气中桥路处于平衡状态，在被测气体中，瓦斯（甲烷）在黑元件表面发生催化氧化反应（无焰燃烧），使黑元件温度增高，电阻增大，桥路失去平衡，从而输出一个电位差，在一定范围内，电位差大小与甲烷的浓度成正比。该电位差经信号处理电路17处理后，形成数字信号，通过所述过线孔内的电缆传输到控制电路7进行处理，经控制电路7处理后的数字信号传输到驱动电路11，驱动显示器显示出被测气体的甲烷浓度，实现检测功能。当甲烷浓度达到或超过报警值时，控制电路7输出控制信号，经报警电路12控制报警器5报警，实现报警功能。当甲烷浓度达到或超过断电值时，不仅报警器5发出报警，所述控制电路7还发出断电信号，断电仪停止对继电器供电，继电器触点断开，被控设备停止运行，实现断电功能。断电一分钟后，若甲烷浓度已在解锁值以下，控制电路即输出控制信号停止报警器报警，同时立即恢复对继电器供电，继电器触点吸合，被控设备恢复运行。
其中，如图2所示，所述报警器5可以包括蜂鸣器15和报警指示灯16，以实现多项报警功能。所述人机交互单元6还可以包括操作按钮14，操作按钮可以用于设置报警值，以适应与不同的环境甲烷值需求。
所述电源转换电路8的输出端与所述控制电路7和备用电池9连接，用于给所述控制电路7供电，以及给所述备用电池9充电，则当没有外部供电时，该甲烷断电仪还可以通过备用电池继续工作，工作时间大于10小时。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）内设置有隔板（2），隔板（2）将所述壳体内空间分割为本安腔（3）和隔爆腔（4），所述隔板（2）上设置有过线孔；
所述本安腔（3）内设置有信号处理电路（17）和报警器（5），所述本安腔体上设置有甲烷传感器（13）和人机交互单元（6），所述隔爆腔（4）内设置有控制电路（7）、电源转换电路（8）和备用电池（9），所述隔爆腔体上设置有信号输入输出接口（10）；
甲烷传感器（13）的信号输出端与所述信号处理电路（17）的输入端电连接，所述信号处理电路（17）的输出端经所述隔板（2）上的过线孔与控制电路（7）连接，所述控制电路（7）的第一信号输出端经所述隔板（2）上的过线孔与所述报警器（5）电连接，所述控制电路（7）的信号输入输出端经所述隔板（2）上的过线孔与所述人机交互单元（6）双向电连接，所述信号输入输出接口（10）分别与所述电源转换电路（8）的输入端和控制电路（7）的第二信号输出端连接，用于输入电源和输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，所述壳体包括座板（101），侧板（102）以及盖板（103），所述座板（101）与所述侧板（102）接触面为防爆结合面，所述隔板（2）与所述侧板（102）接触面为防爆结合面，所述座板（103）上设置有用于固定所述机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪的通孔104。
3.根据权利要求1所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，还包括设置在隔爆腔内的驱动电路（11）和设置在本安腔内的报警电路（12），控制电路（7）通过驱动电路（11）与人际交互单元（6）电连接，驱动电路（11）用于驱动所述人机交互单元（6）进行数据显示；控制电路（7）通过报警电路（12）与所述报警器（5）连接，报警电路（12）用于驱动所述报警器（5）报警。
4.根据权利要求1所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，所述信号处理电路包括滤波电路，信号放大电路和AD转换电路，所述控制电路包括单片机。
5.根据权利要求1所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，所述电源转换电路（8）的输出端与所述控制电路（7）和备用电池（9）连接，用于给所述控制电路（7）供电，以及给所述备用电池（9）充电。
6.根据权利要求1所述的一种机载式隔爆兼本质安全型甲烷断电仪，其特征在于，所述报警器（5）包括蜂鸣器和指示灯，所述人机交互单元包括显示器和操作按钮。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
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