CN108632477B - 一种井下广播报警电话远程供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下广播报警电话远程供电装置，远程供电系统包括电话交换机、隔离栅、电源、电话线、广播报警电话、交换机耦合单元、电源与电话信号合成单元和电源与电话信号分离单元；电话交换机输出的电话信号及音频信号通过a，b线连接交换机耦合单元并将电话信号及音频信号输出为a1、b1；a1、b1连接隔离栅内部设置的电话安全隔离栅，经过电话安全隔离栅的a1、b1输出为a2、b2的本安电话信号；电源输出的非安电源传递至隔离栅内部设置的电源安全隔离模块，并通过电源安全隔离模块输出为本质安全电源，通过电源与电话信号分离单元将本质安全电源和本安电话信号分离并传输到广播报警电话。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下供电系统，尤其是一种井下广播报警电话远程供电装置。
背景技术
煤矿井下广播报警电话工作时，由于功率较大，需要提供127VAC就地供电电源，现有技术中对于井下矿井广播通讯装置大多就地安装隔爆电源用于广播报警通讯装的供电。
如中国专利CN2016202524241中公开一种煤矿井下数字化矿山系统的集中供电装置，包括备用电池箱、电源主机、隔爆兼本安电源、通信分站、地面交换机和监控终端；备用电池箱与电源主机电连接；电源主机包括变压器、第一逆变电路板、第二逆变电路板、第三逆变电路板、第四逆变电路板、第一切换模块、第二切换模块、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、通信控制板和液晶显示屏；电源主机经通信分站、地面交换机与监控终端通信；电源主机与备用电池箱电连接；现有技术中存在以下问题：在煤矿井下许多地点，没有127VAC交流电源，取电困难；在煤矿的许多工作场所，不允许采用就地隔爆电源供电，例如回风巷；就地供电电源为隔爆电源，增加了广播报警电话的使用成本及安装难度；当煤矿井下发生事故时，一般会停电，广播报警电话不再能使用，影响了煤矿防灾减灾的安全保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是在于针对上述现有技术中的不足，提供一种井下广播报警电话远程供电装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井下广播报警电话远程供电装置，远程供电系统包括电话交换机、隔离栅、电源、电话线、广播报警电话、交换机耦合单元、电源与电话信号合成单元和电源与电话信号分离单元；所述电话交换机、隔离栅和电源设置于地面上，所述广播报警电话设置于矿井下部，所述电话交换机、隔离栅和电源通过所述电话线与所述广播报警电话连接；所述交换机耦合单元和电源与电话信号合成单元设置于所述隔离栅的内部；所述电话交换机输出的电话信号及音频信号通过a，b线连接所述交换机耦合单元并将电话信号及音频信号输出为a1、b1；a1、b1连接所述隔离栅内部设置的电话安全隔离栅，经过所述电话安全隔离栅的a1、b1输出为a2、b2的本安电话信号，本安电话信号输入至所述电源与电话信号合成单元；所述电源输出的非安电源传递至所述隔离栅内部设置的电源安全隔离模块，并通过电源安全隔离模块输出为本质安全电源，本质安全电源输入至所述电源与电话信号合成单元；所述电源与电话信号合成单元将所述电源安全隔离模块输出的本质安全电源和所述电话安全隔离栅输出的本安电话信号合成到下井电话线a3、b3上，a3、b3通过所述电源与电话信号分离单元将本质安全电源和本安电话信号分离并传输到广播报警电话。
更进一步的，所述交换机耦合单内置有继电器单元和来电振铃信号检测单元，所述来电振铃信号检测单元检测所述电话交换机输出的振铃信号并将来电振铃信号发送至所述电源与电话信号合成单元内设置的控制器一，所述控制器一内部的单片机通过控制所述继电单元用于所述电话线的a1、b1接通或断开。
更进一步的，所述电源与电话信号合成单元内设置有扼流模块和井下广播报警电话呼出检测单元；所述扼流模块连接a2、b2的输出端一侧；所述井下广播报警电话呼出检测单元连接a3、b3；所述井下广播报警电话呼出检测单元检测到井下广播通讯装置的信号并发送至所述控制一的单片机，所述控制器一的单片机控制所述井下广播报警电话呼出检测单元的接通或断开。
更进一步的，所述电话安全隔离栅中依次设置有与a1、b1连接的稳压二极管一、变压器、稳压二极管二和电阻。
更进一步的，所述广播报警电话包括充电控制单元、电池组和广播报警电话电子单元；所述充电控制单元与所述电源与电话信号分离单元中分离的本质安全电源连接，所述电池组一端与所述充电控制单元连接，所述电池组的另一端与所述广播报警电话电子单元连接。
更进一步的，所述电源与电话信号分离单元包括远程电源引出单元、变压器耦合单元、听筒摘机或挂机信号采集单元、控制器二和充电电源接通或断开单元；通过a3、b3矿井地面隔离栅的本安电话信号，经过压器耦合单元耦合到a4、b4上，a4、b4与所述广播报警电话电子单元连接；通过a3、b3矿井地面隔离栅的本质安全电源，通过电源引出装置，输入充电电源接通或断开单元，所述充电电源接通或断开单元输出本安电源并与所述充电控制单元连接。
更进一步的，所述听筒摘机或挂机信号采集单元，将监测到的听筒摘机或挂机信号输入到所述控制器二内的单片机内，所述控制器二的单片机输出控制信号并控制所述充电电源接通或断开单元实现本安电源输出的接通或断开。
更进一步的，所述控制器一、控制器二的单机机均为MSP430。
更进一步的，所述听筒摘机或挂机信号采集单元为话机或听筒的任意一种。
更进一步的，所述广播报警电话电子单元为声音报警、灯光报警或震动报警的任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：地面上的电话交换机和电源通过电源与电话信号合成单元，将供电电源和电话信号安全地耦合到从地面到井下0-15km长度的电话线上，井下的广播报警电话通过电源与电话信号分离单元将电话线a3、b3上的本质安全电源与本安电话信号的混合信号成功分离开来，实现地面到井下0-15km长距离远程给井下广播报警电话供电的功能，省去了井下广播报警电话5旁边的就地供电电源，降低了井下取电的困难、广播报警电话的使用成本及安装难度的问题，同时保证煤矿井下发生事故时，广播报警电话能够继续使用，提高煤矿防灾减灾的能力。
附图说明
图1所示为本发明的结构原理图；
图2所示为本发明的井上远程供电原理图；
图3所示为本发明的交换机耦合单元结构原理图；
图4所示为本发明的电话信号合成单元结构原理图；
图5所示为本发明的井下广播报警电话供电原理图；
图6所示为本发明的电源与电话分离单元的原理图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，一种井下广播报警电话远程供电装置，包括电话交换机1、隔离栅2、电源3、电话线4、广播报警电话5、交换机耦合单元6、电源与电话信号合成单元9和电源与电话信号分离单元21；所述电话交换机1、隔离栅2和电源3设置于地面上，所述广播报警电话5设置于矿井下部，所述电话交换机1、隔离栅2和电源3通过所述电话线4与所述广播报警电话5连接；所述交换机耦合单元6和电源与电话信号合成单元9设置于所述隔离栅2的内部；所述电话交换机1输出的电话信号及音频信号通过a，b线连接所述交换机耦合单元6并将电话信号及音频信号输出为a1、b1；a1、b1连接所述隔离栅2内部设置的电话安全隔离栅8，经过所述电话安全隔离栅8的a1、b1输出为a2、b2的本安电话信号，本安电话信号输入至所述电源与电话信号合成单元9；所述电源3输出的非安电源传递至所述隔离栅2内部设置的电源安全隔离模块7，并通过电源安全隔离模块7输出为本质安全电源，本质安全电源输入至所述电源与电话信号合成单元9；所述电源与电话信号合成单元9将所述电源安全隔离模块7输出的本质安全电源和所述电话安全隔离栅8输出的本安电话信号合成到下井电话线a3、b3上，a3、b3通过电源与电话信号分离单元21将本质安全电源和本安电话信号分离并传输到广播报警电话5。
地面上的电话交换机1和电源3通过电源与电话信号合成单元9，将供电电源和电话信号安全地耦合到从地面到井下0-15km长度的电话线4上，井下的广播报警电话5通过电源与电话信号分离单元21将电话线a3、b3上的本质安全电源与本安电话信号的混合信号成功分离开来，实现地面到井下0-15km长距离远程给井下广播报警电话5供电的功能，省去了井下广播报警电话5旁边的就地供电电源，降低了井下取电的困难、广播报警电话的使用成本及安装难度的问题，同时保证煤矿井下发生事故时，广播报警电话5能够继续使用，提高煤矿防灾减灾的能力。
如图3、4所示，所述交换机耦合单6内置有继电器单元10和来电振铃信号检测单元11，所述来电振铃信号检测单元11检测所述电话交换机1输出的振铃信号并将来电振铃信号发送至所述电源与电话信号合成单元9内设置的控制器一18，所述控制器一18内部的单片机通过控制所述继电单元10使电话交换机1和电话线4之间的电话信号及音频信号接通或断开。
如图4所示，所述电源与电话信号合成单元9内设置有扼流模块16和井下广播报警电话呼出检测单元17；当电话线的a2、b2上传输音频等交流信号时，为防止音频交流信号通过电源安全隔离栅7短路，设置有扼流模块16，所述扼流模块16连接a2、b2的输出端一侧；所述井下广播报警电话呼出检测单元17连接a3、b3；所述井下广播报警电话呼出检测单元17检测到井下广播通讯装置5的信号并发送至所述控制一18的单片机，所述控制器一18的单片机用于井下广播报警电话5的接通或断开。
更进一步的，为保证电话安全隔离栅8输出稳定的本安电话信号，所述电话安全隔离栅8中依次设置有与a1、b1连接的稳压二极管一12、变压器13、稳压二极管二14和电阻15。
如图5所示，所述广播报警电话5包括充电控制单元23、电池组22和广播报警电话电子单元20；所述充电控制单元23与所述电源与电话信号分离单元21中分离的本质安全电源连接，所述电池组22一端与所述充电控制单元23连接，所述电池组22的另一端与所述广播报警电话电子单元20连接；本质安全电源，经过充电控制单元23后，输出用于给电池组22的供电电源，实现由地面的电源3经过0-15km的电话线4为广播通讯报警装置5供电的功能。
如图6所示，所述电源与电话信号分离单元21包括远程电源引出单元24、变压器耦合单元25、听筒摘机或挂机信号采集单元26、控制器二27和充电电源接通或断开单元28；通过a3、b3矿井地面隔离栅2的本安电话信号，经过压器耦合单元25耦合到a4、b4上，a4、b4与所述广播报警电话电子单元20连接，实现广播报警功能；通过a3、b3矿井地面隔离栅2的本质安全电源，通过电源引出装置24，输入充电电源接通或断开单元28，所述充电电源接通或断开单元28输出本安电源并与所述充电控制单元23连接；使用时，a3、b3来自地面隔离栅2的的本质安全电源，经过电源引出装置24，输入至充电电源接通或断开单元28，在从充电电源接通或断开单元28输出本质安全电源到充电控制单元23，所述听筒摘机或挂机信号采集单元26，将监测到的听筒摘机或挂机信号输入到所述控制器二27内的单片机内，所述控制器二27的单片机输出控制信号并控制所述充电电源接通或断开单元28实现本安电源输出的接通或断开，进而对电池组22的供电。
更进一步的，所述控制器一18和控制器二27的单机机为MSP430，MSP430单片具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器能够广泛运用到电池供电的便携式仪器仪表中。
更进一步的，所述听筒摘机或挂机信号采集单元26为话筒或听筒，通过话筒或听筒拿起或放下的状态用于控制所述充电电源接通或断开单元28实现本安电源输出的接通或断开。
更进一步的，所述广播报警电话电子单元20为声音报警、灯光报警或震动报警，提高煤矿防灾减灾的能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：远程供电系统包括电话交换机（1）、隔离栅（2）、电源（3）、电话线（4）、广播报警电话（5）、交换机耦合单元（6）、电源与电话信号合成单元（9）和电源与电话信号分离单元（21）；所述电话交换机（1）、隔离栅（2）和电源（3）设置于地面上，所述广播报警电话（5）设置于矿井下部，所述电话交换机（1）、隔离栅（2）和电源（3）通过所述电话线（4）与所述广播报警电话（5）连接；所述交换机耦合单元（6）和电源与电话信号合成单元（9）设置于所述隔离栅（2）的内部；所述电话交换机（1）输出的电话信号及音频信号通过a，b线连接所述交换机耦合单元（6）并将电话信号及音频信号输出为a1、b1；a1、b1连接所述隔离栅（2）内部设置的电话安全隔离栅（8），经过所述电话安全隔离栅（8）的a1、b1输出为a2、b2的本安电话信号，本安电话信号输入至所述电源与电话信号合成单元（9）；所述电源（3）输出的非安电源传递至所述隔离栅（2）内部设置的电源安全隔离模块（7），并通过电源安全隔离模块（7）输出为本质安全电源，本质安全电源输入至所述电源与电话信号合成单元（9）；所述电源与电话信号合成单元（9）将所述电源安全隔离模块（7）输出的本质安全电源和所述电话安全隔离栅（8）输出的本安电话信号合成到下井电话线a3、b3上，a3、b3通过所述电源与电话信号分离单元（21）将本质安全电源和本安电话信号分离并传输到广播报警电话（5）；所述交换机耦合单元（6）内置有继电器单元（10）和来电振铃信号检测单元（11），所述来电振铃信号检测单元（11）检测所述电话交换机（1）输出的振铃信号并将来电振铃信号发送至所述电源与电话信号合成单元（9）内设置的控制器一（18），所述控制器一（18）内部的单片机通过控制所述继电器单元（10）用于所述电话线（4）的a1、b1接通或断开；所述广播报警电话（5）包括充电控制单元（23）、电池组（22）和广播报警电话电子单元（20）；所述充电控制单元（23）与所述电源与电话信号分离单元（21）中分离的本质安全电源连接，所述电池组（22）一端与所述充电控制单元（23）连接，所述电池组（22）的另一端与所述广播报警电话电子单元（20）连接；所述电源与电话信号分离单元（21）包括远程电源引出单元（24）、变压器耦合单元（25）、听筒摘机或挂机信号采集单元（26）、控制器二（27）和充电电源接通或断开单元（28）；通过a3、b3矿井地面隔离栅（2）的本安电话信号，经过变压器耦合单元（25）耦合到a4、b4上，a4、b4与所述广播报警电话电子单元（20）连接；通过a3、b3矿井地面隔离栅（2）的本质安全电源，通过电源引出装置（24），输入充电电源接通或断开单元（28），所述充电电源接通或断开单元（28）输出本安电源并与所述充电控制单元（23）连接。
2.根据权利要求1所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述电源与电话信号合成单元（9）内设置有扼流模块（16）和井下广播报警电话呼出检测单元（17）；所述扼流模块（16）连接a2、b2的输出端一侧；所述井下广播报警电话呼出检测单元（17）连接a3、b3；所述井下广播报警电话呼出检测单元（17）检测到井下广播通讯装置（5）的信号并发送至所述控制器一（18）的单片机，所述控制器一（18）的单片机控制所述井下广播报警电话呼出检测单元（17）的接通或断开。
3.根据权利要求1所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述电话安全隔离栅（8）中依次设置有与a1、b1连接的稳压二极管一（12）、变压器（13）、稳压二极管二（14）和电阻（15）。
4.根据权利要求1所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述听筒摘机或挂机信号采集单元（26），将监测到的听筒摘机或挂机信号输入到所述控制器二（27）内的单片机内，所述控制器二（27）的单片机输出控制信号并控制所述充电电源接通或断开单元（28）实现本安电源输出的接通或断开。
5.根据权利要求4所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述控制器一（18）、控制器二（27）的单机机均为MSP430。
6.根据权利要求5所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述听筒摘机或挂机信号采集单元（26）为话机或听筒的任意一种。
7.根据权利要求6所述的井下广播报警电话远程供电装置，其特征在于：所述广播报警电话电子单元（20）为声音报警、灯光报警或震动报警的任意一种。
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