CN111219208A - 一种矿井下智能管道积水报警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿井下管道抽采技术领域，提供一种矿井下智能管道积水报警装置，旨在解决传统的管道积水报警操作难度大，安装和使用成本高，且耗时长，管道积水不能及时发现，对抽采会造成极大的妨碍，存在安全隐患的问题，包括安装在管道上的外壳，外壳的内部设有红外热释感应模块、气压传感检测模块、控制板、数码管显示模块、报警模块和报警参数设置模块；所述红外热释感应模块用于感应人的存在，并输出低电平，唤醒控制板和气压传感检测模块通过算法计算管道的压力值。本发明尤其适用于煤矿井下抽采管道的积水报警，具有较高的社会使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下管道抽采技术领域，具体涉及一种矿井下智能管道积水报警装置。
背景技术
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。矿井是形成地下煤矿生产系统的井巷、硐室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。
在井工煤矿开采时，需要在井下内布置管道，包括输气管道、排气管道、瓦斯抽采管道、排水管道等。
其中由于矿井内含水量较大，瓦斯抽放管道将矿井深处的瓦斯气体抽入其中时，会不可避免地将矿井内的水吸入到瓦斯抽放管道中，积水堵塞管道，影响抽采效果，导致矿井内的瓦斯气体的浓度上升，严重威胁矿井的安全，传统的管道积水报警操作难度大，安装和使用成本高，且耗时长，管道积水不能及时发现，对抽采会造成极大的妨碍，存在安全隐患。
为此，我们提出了一种矿井下智能管道积水报警装置。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿井下智能管道积水报警装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决传统的管道积水报警操作难度大，安装和使用成本高，且耗时长，管道积水不能及时发现，对抽采会造成极大的妨碍，存在安全隐患的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种矿井下智能管道积水报警装置，包括安装在管道上的外壳，外壳的内部设有红外热释感应模块、气压传感检测模块、控制板、数码管显示模块、报警模块和报警参数设置模块；
所述红外热释感应模块用于感应人的存在，并输出低电平，唤醒控制板和气压传感检测模块通过算法计算管道的压力值；
所述气压传感检测模块用于对管道的绝对压强进行实时转换；
所述数码管显示模块用于显示气压传感检测模块采集到的压力值；
所述报警模块包括报警灯和蜂鸣报警器，用于提醒用户管道有积水，及时处理；
所述报警参数设置模块用于设置气压传感检测模块采集到压力值的报警参数。
进一步的，所述外壳的前壁上设有调节旋钮，且调节旋钮与报警参数设置模块和数码管显示模块电性连接。
进一步的，所述数码管显示模块为可显示四位有效数字的四位一体数码管。
进一步的，所述外壳的内部设有用于作为电源的大容量锂离子蓄电池。
进一步的，所述报警参数设置模块包括电位器、VR1和R12，用于电流的分压，且电位器与调节旋钮相连接。
进一步的，所述红外热释感应模块感应的正对距离小于等于7米，且感应角度为最大100°的一个扇形面。
进一步的，所述外壳的前壁上还设有指示灯，指示灯包括低压提醒灯、电源灯和调节参数灯；
所述低压提醒灯用于在工作时监测电源的电压；
所述电源灯用于显示锂离子蓄电池的电源接通；
所述调节参数灯用于提示用户对报警参数设置模块的参数设置及更改操作。
(三)有益效果
本发明实施例提供了一种矿井下智能管道积水报警装置，具备以下有益效果：
1、本发明可以有效的为煤矿安全保驾护航，通过采集压力传感器的数值，实时监测管道压力值，继而监测管道是否有积水，并且采用红外热释传感器，监测到人存在时进行工作，无人的时候，系统进入休眠状态，功耗极低，。
2、本发明配备锂离子蓄电池，具有容量大，最大输出电流符合安全标准的相关规定，能通过火花实验，达到规定安全的要求，使用时间较长的特点。
3、本发明可以有效的节省人力，并实时监测管道压力，降低煤矿安全风险，为煤矿安全保驾护航。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种矿井下智能管道积水报警装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中红外热释感应模块的感应范围示意图；
图3为本发明的内部结构框图；
图4为本发明中报警参数设置模块的电路图。
图中：外壳0、数码管显示模块1、调节旋钮2、红外热释感应模块3、指示灯4、开关5。
具体实施方式
下面结合附图1-4和实施例对本发明进一步说明：
实施例1
一种矿井下智能管道积水报警装置，包括安装在管道上的外壳0，外壳0的内部设有红外热释感应模块3、气压传感检测模块、控制板、数码管显示模块1、报警模块和报警参数设置模块；
所述红外热释感应模块3用于感应人的存在，并输出低电平，唤醒控制板和气压传感检测模块通过算法计算管道的压力值；
所述气压传感检测模块用于对管道的绝对压强进行实时转换，检测到异常时，将立刻报警，提醒用户管道有积水，需要及时处理；
所述数码管显示模块1用于显示气压传感检测模块采集到的压力值，并显示出来，用户直观的能看到压力传感器采集到的压力值，具有直观的特点，同时同时在煤矿工程中也具有实用效果；
所述报警模块包括报警灯和蜂鸣报警器，用于提醒用户管道有积水，及时处理；
所述报警参数设置模块用于设置气压传感检测模块采集到压力值的报警参数。
当红外热释感应模块3感应到人员靠近时，其中的红外热释电路输出低电平，唤醒控制板，进而控制电路将进入正常工作状态，间隔一段很小的时间通过AD转换采集气压传感检测模块输出的电压值，通过算法计算出管道内的压力值，若管道积水，则所采集到的管道压力值会比平时正常状态高很多，继而控制板得到管道压力超标的信号，从而启动报警装置；当红外热释感应模块3感应不到人员存在时，系统则处于休眠状态，减少功耗，提高使用时间。
本实施例中，如图1所示，所述外壳0的前壁上设有调节旋钮2，且调节旋钮2与报警参数设置模块和数码管显示模块1电性连接，通过调节旋钮2的设置可以便捷的调节报警参数设置模块。
本实施例中，如图1所示，所述数码管显示模块1为可显示四位有效数字的四位一体数码管，用户直观的能看到压力传感器采集到的压力值，具有直观的特点，同时在煤矿工程中也具有实用效果。
本实施例中，如图3所示，所述外壳0的内部设有用于作为电源的大容量锂离子蓄电池，续航久，待机时间长。
本实施例中，如图4所示，所述报警参数设置模块包括电位器、VR1和R12，用于电流的分压，且电位器与调节旋钮2相连接，旋转电位器，电位器输出的电压值会变化，通过控制板输出的电压值进行采样，并通过算法，将采集到的电压值和压力值进行关联，最后用于设置报警值。
本实施例中，如图2所示，所述红外热释感应模块3感应的正对距离小于等于7米，且感应角度为最大100°的一个扇形面，提高感应的有效范围，便于人员在进入感应区域后可以快速进行检测。
本实施例中，如图1所示，所述外壳0的前壁上还设有指示灯4，指示灯4包括低压提醒灯、电源灯和调节参数灯；
所述低压提醒灯用于在工作时监测电源的电压；系统在工作的时候时刻监测蓄电池的电压，当电压低于一定程度的时候，低压提醒灯亮起，提醒用户电压过低，需要充电，如果继续使用，则一段时间自动断电，防止锂电池过放，起到保护锂电池的作用。
所述电源灯用于显示锂离子蓄电池的电源接通，可以直观的显示出蓄电池的安装是否到位，进行电源输出；
所述调节参数灯用于提示用户对报警参数设置模块的参数设置及更改操作，当用户需要设置系统中的相关参数的时候，此灯亮起。
根据本发明上述实施例的矿井下智能管道积水报警装置，可以有效的为煤矿安全保驾护航，通过采集压力传感器的数值，实时监测管道压力值，继而监测管道是否有积水，并且采用红外热释传感器，监测到人存在时进行工作，无人的时候，系统进入休眠状态，功耗极低，同时配备锂离子蓄电池，具有容量大，最大输出电流符合安全标准的相关规定，能通过火花实验，达到规定安全的要求，使用时间较长的特点。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种矿井下智能管道积水报警装置，包括安装在管道上的外壳，其特征在于，外壳的内部设有红外热释感应模块、气压传感检测模块、控制板、数码管显示模块、报警模块和报警参数设置模块；
所述红外热释感应模块用于感应人的存在，并输出低电平，唤醒控制板和气压传感检测模块通过算法计算管道的压力值；
所述气压传感检测模块用于对管道的绝对压强进行实时转换；
所述数码管显示模块用于显示气压传感检测模块采集到的压力值；
所述报警模块包括报警灯和蜂鸣报警器，用于提醒用户管道有积水，及时处理；
所述报警参数设置模块用于设置气压传感检测模块采集到压力值的报警参数。
2.如权利要求1所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述外壳的前壁上设有调节旋钮，且调节旋钮与报警参数设置模块和数码管显示模块电性连接。
3.如权利要求1所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述数码管显示模块为可显示四位有效数字的四位一体数码管。
4.如权利要求1所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述外壳的内部设有用于作为电源的大容量锂离子蓄电池。
5.如权利要求2所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述报警参数设置模块包括电位器、VR1和R12，用于电流的分压，且电位器与调节旋钮相连接。
6.如权利要求1所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述红外热释感应模块感应的正对距离小于等于7米，且感应角度为最大100°的一个扇形面。
7.如权利要求1所述的一种矿井下智能管道积水报警装置，其特征在于：所述外壳的前壁上还设有指示灯，指示灯包括低压提醒灯、电源灯和调节参数灯；
所述低压提醒灯用于在工作时监测电源的电压；
所述电源灯用于显示锂离子蓄电池的电源接通；
所述调节参数灯用于提示用户对报警参数设置模块的参数设置及更改操作。
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