CN201748174U - 一种多功能矿灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能矿灯，属于矿山专用矿灯技术领域。技术方案是包含灯头组件(1)、电缆组件(2)、蓄电池组件(3)，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特征是在灯头组件中设有甲烷传感器探头(4)，在蓄电池组件中设置多功能集成电路板(5)，甲烷传感器探头与多功能集成电路板通过电缆相连接。本实用新型集矿灯照明、瓦斯检测报警、人员定位、双向寻呼呼救、实时无线传输为一体，将传统携带的矿灯、便携式瓦检仪、人员识别卡三件物品合并为一件，便于井下员工携带；本实用新型可实现井下人员“全程的、实时的、连续的、精确的”定位跟踪、“双向无线寻呼”和“无线移动瓦斯监测”，对煤矿行业具有特别重大的意义。

Description

一种多功能矿灯

技术领域

本实用新型涉及一种多功能矿灯，属于矿山专用矿灯技术领域。

背景技术

煤炭是我国的基础能源，占我国能源总供给的70％以上，因此煤炭行业在我国国民经济中起着举足轻重的作用。近几年，随着国家经济的高速发展，煤炭产量也逐年快速递增，随之而来的矿难也不断发生。而在煤矿重特大死亡事故中，瓦斯事故又占到70％以上，因此瓦斯治理与监测一直是煤矿行业安全管理的重中之重。煤矿行业目前所使用的瓦斯监测设备主要是二种，即固定的在线式瓦斯监测监控系统和分散的移动的便携式瓦检仪，但这两类设备都有一定的局限性。固定在线式系统监测范围有限，在某些瓦斯爆炸事故中未起作用。而便携式瓦检仪虽然监测范围大，但存在分散、无法联网、数据无法自动实时上传、存在大量人为不利因素、信息孤岛等问题。

目前井下人员定位系统使用的人员定位卡，装在一个小盒内（类似于BP机），由井下工人挂在腰带上（井下班组长和管理人员还要携带便携式瓦检仪），人员定位卡和便携式瓦检仪是在井下工人必须携带的矿灯、自救器的基础上又增加了物件，因此不便于携带。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种多功能矿灯，集矿灯照明、瓦斯检测报警、人员定位、双向寻呼呼救、实时无线传输为一体，将传统携带的矿灯、便携式瓦检仪、人员识别卡三件物品合并为一件，便于井下员工携带，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种多功能矿灯包含灯头组件、电缆组件、蓄电池组件，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特别之处是在灯头组件中设有甲烷传感器探头，在蓄电池组件中设置多功能集成电路板，甲烷传感器探头与多功能集成电路板通过电缆相连接。

在蓄电池组件中还设有甲烷数码显示管和矿灯壳上盖，甲烷数码显示管透过矿灯壳上盖显示甲烷浓度，在灯头组件中还设有LED光源。

蓄电池组件包含蓄电池、矿灯壳上盖、矿灯保护器、多功能集成电路板，蓄电池组件通过一个矿灯紧固螺钉和内嵌固定螺母将矿灯壳上盖和蓄电池槽体固定连接在一起，矿灯保护器、多功能集成电路板设置在电池壳内。甲烷传感器探头与多功能集成电路板通过电缆相连接。

多功能集成电路板上包含单片机、射频电路、天线，单片机处理各种数据、发出指令，射频电路和天线发射和接收无线信号。

蓄电池组件中的蓄电池，为一种具有独立排气结构的免维护铅酸蓄电池，安装在电池壳内的矿灯保护器和多功能集成电路板享有独立空间的气室，不受蓄电池排气的影响。

矿灯采用了大功率LED光源照明，由蓄电池供电，电路带有短路、过充电、过放电多重保护。甲烷传感器探头内热催化元件与电阻元件组成惠斯登电桥，无甲烷时，电桥处在平衡状态。有甲烷时，靠催化剂的吸附作用使甲烷在载体催化敏感元件表面上产生无焰燃烧，使其温度升高，电阻变大，电桥的输出电压也随之变化，输出电压信号经模拟放大电路放大输出。多功能集成电路的单片机对电桥输出信号进行采集、运算处理，控制显示电路显示甲烷浓度，当浓度超过报警点时报警。通过键盘或网络遥控操作可以方便的进行调校。

由井下人员携带矿灯内多功能集成电路板上的射频电路通过天线无线发射出信号，由井下人员定位系统网络的定位分站接收到信号，再通过光缆或电缆传输到中心控制计算机，确定人员位置及信息。中心控制计算机可以发送寻呼指令，通过接口及分站可以实现对象的目标定位和无线寻呼，由多功能集成电路板上的天线通过射频电路接收。

本实用新型特点是：该矿灯集照明、瓦斯检测报警、人员定位、双向通信等多功能于一体（现用矿灯、数显甲烷报警矿灯和便携式瓦检仪不具备人员定位功能），人员定位、井上呼叫、井下呼救、瓦斯检测、瓦斯上传、瓦斯显示、瓦斯校准等功能均集成在一块电路板上，共用矿灯电源；甲烷传感器探头安装在灯头上部（便于甲烷采样），且用五芯专用电缆向集成电路板内传输甲烷采样信号（现用数显甲烷报警矿灯探头安装在蓄电池壳内，采样不准确，所用灯线电缆为两芯）。

本实用新型的有益效果：本实用新型集矿灯照明、瓦斯检测报警、人员定位、双向寻呼呼救、实时无线传输为一体，将传统携带的矿灯、便携式瓦检仪、人员识别卡三件物品合并为一件，便于井下员工携带；本实用新型可实现井下人员在各种巷道条件下“全程的、实时的、连续的、精确的”定位跟踪，并实现对井下人员的“双向无线寻呼”和“无线移动瓦斯监测”，必将大大提高煤矿行业在预防瓦斯事故、减少人员伤亡及事故救援等多方面发挥积极、有效的作用，对煤矿行业具有特别重大的意义。

附图说明

附图1是本实用新型实施例结构示意图；

附图2是本实用新型实施例结构示意图；

附图3是图2的C-C剖视图；

附图4是原理示意框图；

图中：1-灯头组件，2-电缆组件，3-蓄电池组件，4-甲烷传感器探头，5-多功能集成电路板，6-甲烷数码显示管，7-LED光源，8-矿灯壳上盖，9-矿灯保护器，10-紧固螺钉，11-固定螺母。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

在实施例中，一种多功能矿灯，包含灯头组件1、电缆组件2、蓄电池组件3，灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特别之处是在灯头组件中设有甲烷传感器探头4，在蓄电池组件中设置多功能集成电路板5，甲烷传感器探头与多功能集成电路板通过五芯电缆相连接。在蓄电池组件中还设有甲烷数码显示管6和矿灯壳上盖8，甲烷数码显示管透过矿灯壳上盖显示甲烷浓度，在灯头组件中还设有LED光源7。

蓄电池组件3包含蓄电池、电池壳、矿灯壳上盖8、矿灯保护器9，蓄电池设置在电池壳内的槽体上，通过一个矿灯紧固螺钉10和内嵌固定螺母11将矿灯壳上盖和蓄电池槽体固定连接在一起，矿灯保护器和多功能集成电路板设置在电池壳内。

多功能集成电路板5上包含单片机、射频电路、天线，单片机处理各种数据、发出指令，射频电路和天线发射和接收无线信号。

蓄电池组件3中的蓄电池为一种具有独立排气结构的免维护铅酸蓄电池，安装在电池壳内的矿灯保护器和多功能集成电路板享有独立空间的气室，不受蓄电池排气的影响。

甲烷传感器探头内热催化元件与电阻元件组成惠斯登电桥，无甲烷时，电桥处在平衡状态。有甲烷时，靠催化剂的吸附作用使甲烷在载体催化敏感元件表面上产生无焰燃烧，使其温度升高，电阻变大，电桥的输出电压也随之变化，输出电压信号经模拟放大电路放大输出。单片机对电桥输出信号进行采集、运算处理，控制显示电路显示甲烷浓度，当浓度超过报警点时报警。通过键盘或网络遥控操作可以方便的进行调校。

由井下人员携带矿灯内多功能集成电路板上的射频电路通过天线无线发射出信号，由井下人员定位系统网络的定位分站接收到信号，再通过光缆或电缆传输到中心控制计算机，确定人员位置及信息。中心控制计算机可以发送寻呼指令，通过接口及分站可以实现对象的目标定位和无线寻呼，由多功能集成电路板上的天线通过射频电路接受。

该矿灯除具有普通矿灯的照明功能外，依托井下人员定位系统网络还可以实现如下功能：

①实现井下人员精确定位：实时的井下人员跟踪定位管理做到进行人员精确定位±25m（最高可达±10m之内）；

②实现井上、下无线寻呼：井上调度室可以单独呼叫井下任何人员（矿灯闪烁频率1Hz）或群呼全体进行人员（矿灯闪烁频率3 Hz），在紧急情况下井下人员拉出矿灯上的呼救拉带后，通过射频电路上传呼救信息到调度室。

③具有井下移动瓦斯监控数据实时上传：可以实现井下人员当前位置、瓦斯浓度实时显示在矿灯上并将瓦斯浓度数据上传至调度室，在瓦斯超限时实时报警。

使用本实用新型还要注意：

1.  煤矿井下装备井下人员定位系统是前提；

2.  井下人员定位系统与本实用新型的射频收发相匹配；

为确保矿灯的安全性矿灯电源应采用具有独立排气结构的免维护铅酸蓄电池。

Claims (4)

1.一种多功能矿灯，包含灯头组件（1）、电缆组件（2）、蓄电池组件（3），灯头组件与蓄电池组件通过电缆组件相连接，其特征是在灯头组件中设有甲烷传感器探头（4），在蓄电池组件中设置多功能集成电路板（5），甲烷传感器探头与多功能集成电路板通过电缆相连接。

2.根据权利要求1所述之多功能矿灯，其特征在于在蓄电池组件中还设有甲烷数码显示管（6）和矿灯壳上盖（8），甲烷数码显示管透过矿灯壳上盖显示甲烷浓度，在灯头组件中还设有LED光源（7）。

3.根据权利要求1所述之多功能矿灯，其特征在于蓄电池组件（3）包含蓄电池、矿灯壳上盖（8）、矿灯保护器（9），通过一个矿灯紧固螺钉（10）和内嵌固定螺母（11）将矿灯壳上盖和蓄电池槽体固定连接在一起，矿灯保护器和多功能集成电路板设置在电池壳内。

4.根据权利要求1所述之多功能矿灯，其特征在于蓄电池组件（3）中的蓄电池为一种具有独立排气结构的免维护铅酸蓄电池，安装在电池壳内的矿灯保护器和多功能集成电路板享有独立空间的气室。

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