CN114719905A - 井下皮带燃烧监测预警装置和监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下皮带燃烧监测预警装置，包括：壳体，壳体内部具有处理器；通信模块，通信模块设在壳体外侧，通信模块与处理器相连，通信模块还与上位机相连；传感单元，传感单元与处理器相连，传感单元用于监测皮带周围环境。本发明结构简单，利用传感单元采集皮带周围的环境信息，并通过通信模块将传感单元、处理器和上位机连接在一起，处理器能够根据传感单元采集的信息判断皮带是否燃烧，并进行预警，而上位机处能够对传感单元采集的信息进行人工判断皮带是否燃烧或具备燃烧的风险，并进行及时预警。

Description

井下皮带燃烧监测预警装置和监测预警方法

技术领域

本发明属于监测预警装置技术领域，具体涉及一种井下皮带燃烧监测预警装置和监测预警方法。

背景技术

我国是一个产煤大国，井下的煤炭需要用皮带进行输送，井下皮带正常运转是保证煤矿安全生产的重要保证，而皮带与滚筒摩擦燃烧可能引起火灾，当前大部分矿井在皮带滚筒上方安装有线的烟雾传感器、一氧化碳传感器、温度传感器，通过将数据上传系统对皮带燃烧进行判断，实时性差。且一旦皮带上方传感器的线缆被烧毁，皮带燃烧的信息将无法发送。大大降低了皮带燃烧报警的实时性，同时对人身安全构成了极大的威胁。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种井下皮带燃烧监测预警装置，该井下皮带燃烧监测预警装置具有对皮带进行有效监测和预警的优点。

根据本发明实施例的井下皮带燃烧监测预警装置，包括：壳体，所述壳体内部具有处理器；通信模块，所述通信模块设在所述壳体外侧，所述通信模块与所述处理器相连，所述通信模块还与上位机相连；传感单元，所述传感单元与所述处理器相连，所述传感单元用于监测皮带周围环境。

本发明的有益效果是，本发明结构简单，利用传感单元采集皮带周围的环境信息，并通过通信模块将传感单元、处理器和上位机连接在一起，处理器能够根据传感单元采集的信息判断皮带是否燃烧，并进行预警，而上位机处能够对传感单元采集的信息进行人工判断皮带是否燃烧或具备燃烧的风险，并进行及时预警。

根据本发明一个实施例，所述通信模块包括无线通信天线和有线通信接口，所述无线通信天线设于所述壳体的一侧，所述有线通信接口设于所述壳体远离所述无线通信天线的一侧。

根据本发明一个实施例，所述传感单元包括：一氧化碳传感器、二氧化碳传感器和二氧化硫传感器，所述一氧化碳传感器、所述二氧化碳传感器和所述二氧化硫传感器均设于壳体的下表面，所述一氧化碳传感器、所述二氧化碳传感器和所述二氧化硫传感器用于监测皮带燃烧产生的气体含量变化。

根据本发明一个实施例，所述传感单元还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器均设于所述壳体的下表面。

根据本发明一个实施例，所述传感单元还包括烟雾传感器，所述烟雾传感器设于所述壳体的下表面，所述烟雾传感器为气敏式烟雾传感器、离子式烟雾传感器、光学式烟雾传感器中的一种。

根据本发明一个实施例，所述传感单元还包括转速传感器，所述转速传感器设于所述皮带的一侧，所述转速传感器通过所述无线通信天线与所述处理器相连，所述转速传感器通过磁阻式或霍尔式的监测原理对皮带的转速进行监测。

根据本发明一个实施例，所述壳体的下表面设置有流媒体模块，所述流媒体模块为全景摄像头，所述流媒体模块用于实时监测所述皮带，所述流媒体模块通过所述有线通信接口将监测到的实时图像传送至所述上位机。

根据本发明一个实施例，所述壳体的下表面设置有洒水模块，所述洒水模块朝向所述皮带，所述洒水模块与所述壳体内部相连通，所述壳体内存储有水。

根据本发明一个实施例，所述壳体的上表面设置有声光报警器。

根据本发明一个实施例，一种根据上述的井下皮带燃烧监测预警装置的监测预警方法，包括：通过流媒体模块获取皮带周围的实时图像，将实时图像上传至上位机，以便于进行监测和存储；通过温度传感器监测皮带周围的温度变化，湿度传感器监测皮带周围的湿度变化；通过一氧化碳传感器监测皮带周围的一氧化碳含量变化，二氧化碳传感器监测皮带周围的二氧化碳含量变化，二氧化硫传感器监测皮带周围的二氧化硫含量变化；处理器根据温度传感器、湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、烟雾传感器和转速传感器的信息，进行分析并判断皮带是否燃烧；上位机处工作人员通过实时图像判断皮带有燃烧风险或处理器判断皮带燃烧后，声光报警器发出警报，同时洒水模块根据流媒体模块上的实时图像，将水洒在皮带上的燃烧处。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的井下皮带燃烧监测预警装置的立体结构示意图；

附图标记：

声光报警器1、无线通信天线2、有线通信接口3、一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5、温度传感器6、湿度传感器7、二氧化硫传感器8、洒水模块9、流媒体模块10、烟雾传感器11。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图具体描述本发明实施例的井下皮带燃烧监测预警装置。

如图1所示，根据本发明实施例的井下皮带燃烧监测预警装置，包括：壳体、通信模块和传感单元，壳体内部具有处理器；通信模块设在壳体外侧，通信模块与处理器相连，通信模块还与上位机相连；传感单元与处理器相连，传感单元用于监测皮带周围环境。

本发明结构简单，利用传感单元采集皮带周围的环境信息，并通过通信模块将传感单元、处理器和上位机连接在一起，处理器能够根据传感单元采集的信息判断皮带是否燃烧，并进行预警，而上位机处能够对传感单元采集的信息进行人工判断皮带是否燃烧或具备燃烧的风险，并进行及时预警。

根据本发明一个实施例，通信模块包括无线通信天线2和有线通信接口3，无线通信天线2设于壳体的一侧，有线通信接口3设于壳体远离无线通信天线2的一侧。换言之，本发明的通信模块提供了有线通信和无线通信这两种通信方式，其中有线通信主要用于井下皮带燃烧监测预警装置与上位机之间的远距离通信，而无线通信主要用于井下皮带燃烧监测预警装置与周围设备的通信。

根据本发明一个实施例，传感单元包括：一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5和二氧化硫传感器8，一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5和二氧化硫传感器8均设于壳体的下表面，一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5和二氧化硫传感器8用于监测皮带燃烧产生的气体含量变化。皮带燃烧时，会产生一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等气体，通过设置一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5和二氧化硫传感器8来监测井下空气中这些气体含量是否上升来反推皮带是否发生了燃烧。

进一步地，传感单元还包括温度传感器6和湿度传感器7，温度传感器6和湿度传感器7均设于壳体的下表面。皮带燃烧时周围温度上升，湿度下降，通过温度传感器6和湿度传感器7监测皮带周围环境的温湿度来反推皮带是否燃烧。

更进一步地，传感单元还包括烟雾传感器11，烟雾传感器11设于壳体的下表面，烟雾传感器11为气敏式烟雾传感器、离子式烟雾传感器、光学式烟雾传感器中的一种。烟雾传感器11可以直观的监测皮带周围是否冒烟，从而完成及时预警。

进一步优选地，传感单元还包括转速传感器，转速传感器设于皮带的一侧，转速传感器通过无线通信天线2与处理器相连，转速传感器通过磁阻式或霍尔式的监测原理对皮带的转速进行监测。当皮带转速超过转速传感器设定的阈值时，皮带与滚筒摩擦增大，皮带燃烧的风险增大，设置转速传感器可以对皮带进行有效监测和燃烧预警。

根据本发明一个实施例，壳体的下表面设置有流媒体模块10，流媒体模块10为全景摄像头，流媒体模块10用于实时监测皮带，流媒体模块10通过有线通信接口3将监测到的实时图像传送至上位机。全景摄像头可以便于上位机处的人员直观的观察皮带周围的实际情况，从而做出人工判断，相较于根据传感器的信息进行反推，具有更好的预警效果。

根据本发明一个实施例，壳体的下表面设置有洒水模块9，洒水模块9朝向皮带，洒水模块9与壳体内部相连通，壳体内存储有水。壳体内的水一方面能够子啊皮带燃烧时进行洒水扑灭，另一方面皮带燃烧时水进行吸热，从而能够对井下皮带燃烧监测预警装置上的器件进行保护，避免受热后温度过高造成损坏。

在此基础上，壳体的上表面设置有声光报警器1。声光报警器1可以对井下工作人员进行警报，便于提醒进行工作人员何处发生燃烧，便于及时采取补救措施。

本发明还公开了一种根据上述的井下皮带燃烧监测预警装置的监测预警方法，包括：通过流媒体模块10获取皮带周围的实时图像，将实时图像上传至上位机，以便于进行监测和存储；通过温度传感器6监测皮带周围的温度变化，湿度传感器7监测皮带周围的湿度变化；通过一氧化碳传感器4监测皮带周围的一氧化碳含量变化，二氧化碳传感器5监测皮带周围的二氧化碳含量变化，二氧化硫传感器8监测皮带周围的二氧化硫含量变化；处理器根据温度传感器6、湿度传感器7、一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5、二氧化硫传感器8、烟雾传感器11和转速传感器的信息，进行分析并判断皮带是否燃烧；上位机处工作人员通过实时图像判断皮带有燃烧风险或处理器判断皮带燃烧后，声光报警器1发出警报，同时洒水模块9根据流媒体模块10上的实时图像，将水洒在皮带上的燃烧处。

换言之，一氧化碳传感器4、二氧化碳传感器5、温度传感器6、湿度传感器7、二氧化硫传感器8和烟雾传感器11均是通过检测燃烧后引起的环境变化来反推皮带是否发生燃烧，而转速传感器通过监测皮带或滚筒转速是否超过阈值来发出皮带可能燃烧的预警信息，另一方面，流媒体模块10获取皮带周围的实时图像能够被上位机处的工作人员进行直观观察，工作人员可根据经验控制洒水模块9进行洒水操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内部具有处理器；

通信模块，所述通信模块设在所述壳体外侧，所述通信模块与所述处理器相连，所述通信模块还与上位机相连；

传感单元，所述传感单元与所述处理器相连，所述传感单元用于监测皮带周围环境。

2.根据权利要求1所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述通信模块包括无线通信天线(2)和有线通信接口(3)，所述无线通信天线(2)设于所述壳体的一侧，所述有线通信接口(3)设于所述壳体远离所述无线通信天线(2)的一侧。

3.根据权利要求2所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述传感单元包括：一氧化碳传感器(4)、二氧化碳传感器(5)和二氧化硫传感器(8)，所述一氧化碳传感器(4)、所述二氧化碳传感器(5)和所述二氧化硫传感器(8)均设于壳体的下表面，所述一氧化碳传感器(4)、所述二氧化碳传感器(5)和所述二氧化硫传感器(8)用于监测皮带燃烧产生的气体含量变化。

4.根据权利要求3所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述传感单元还包括温度传感器(6)和湿度传感器(7)，所述温度传感器(6)和所述湿度传感器(7)均设于所述壳体的下表面。

5.根据权利要求4所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述传感单元还包括烟雾传感器(11)，所述烟雾传感器(11)设于所述壳体的下表面，所述烟雾传感器(11)为气敏式烟雾传感器、离子式烟雾传感器、光学式烟雾传感器中的一种。

6.根据权利要求5所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述传感单元还包括转速传感器，所述转速传感器设于所述皮带的一侧，所述转速传感器通过所述无线通信天线(2)与所述处理器相连，所述转速传感器通过磁阻式或霍尔式的监测原理对皮带的转速进行监测。

7.根据权利要求2所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述壳体的下表面设置有流媒体模块(10)，所述流媒体模块(10)为全景摄像头，所述流媒体模块(10)用于实时监测所述皮带，所述流媒体模块(10)通过所述有线通信接口(3)将监测到的实时图像传送至所述上位机。

8.根据权利要求1所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述壳体的下表面设置有洒水模块(9)，所述洒水模块(9)朝向所述皮带，所述洒水模块(9)与所述壳体内部相连通，所述壳体内存储有水。

9.根据权利要求1所述的井下皮带燃烧监测预警装置，其特征在于，所述壳体的上表面设置有声光报警器(1)。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的井下皮带燃烧监测预警装置的监测预警方法，其特征在于，包括：

通过流媒体模块(10)获取皮带周围的实时图像，将实时图像上传至上位机，以便于进行监测和存储；

通过温度传感器(6)监测皮带周围的温度变化，湿度传感器(7)监测皮带周围的湿度变化；

通过一氧化碳传感器(4)监测皮带周围的一氧化碳含量变化，二氧化碳传感器(5)监测皮带周围的二氧化碳含量变化，二氧化硫传感器(8)监测皮带周围的二氧化硫含量变化；

处理器根据温度传感器(6)、湿度传感器(7)、一氧化碳传感器(4)、二氧化碳传感器(5)、二氧化硫传感器(8)、烟雾传感器(11)和转速传感器的信息，进行分析并判断皮带是否燃烧；

上位机处工作人员通过实时图像判断皮带有燃烧风险或处理器判断皮带燃烧后，声光报警器(1)发出警报，同时洒水模块(9)根据流媒体模块(10)上的实时图像，将水洒在皮带上的燃烧处。

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