CN203053960U - 甲烷报警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种甲烷报警装置，包括微控制器电路、稳压电路、电池电压检测电路、二氧化碳浓度检测电路、温度测量电路、甲烷浓度检测电路、通讯模块、按键开关电路、报警器电路、液晶显示电路。采用上述模块可达到功能多，适用范围广，结构小型化便于携带的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业安全装置，尤其涉及一种煤矿井下的甲烷浓度检测及报警、兼具检测煤矿井下的CO2和温度的检测及报警的便携式甲烷报警装置。
背景技术
尽管最近几年我国煤矿事故呈下降趋势，但是煤矿事故仍然比较严重，其中重大瓦斯爆炸是煤矿事故的主要问题。我国是煤炭大国，煤炭储量约占世界第三，随着国民经济的高速发展，我国对资源和能源的需求量越来越大，我国煤矿开采深度也越来越深，煤矿井下的瓦斯(甲烷俗称瓦斯)浓度也必然越来越高，瓦斯浓度高是导致爆炸的主要因素，所以这将必然导致很多低瓦斯矿井逐渐转化为高瓦斯突出矿井，利用甲烷检测仪器等便携式装置及时检测煤矿井下甲烷浓度可以有效的鉴定矿井是否属于高瓦斯矿井，降低瓦斯爆炸事故的发生率。除此之外，煤矿井下的温度不仅是影响瓦斯爆炸着火点的关键因素，而且温度过高和过低也会给煤矿井下的工作人员带来一定的安全隐患，利用便携式装置及时有效的检测煤矿井下的温度是很有必要的。由于气流不畅导致煤矿井下二氧化碳沉积，所占空气成分的比重上升，而氧气含量大大降低，所以利用便携式仪器检测煤矿井下的氧气含量也必然是确保井下工作人员生命安全的重要措施之一。
发明内容
为解决现有甲烷检测及报警装置功耗大、成本高，并且功能单一，适用场合单一的技术问题。
本实用新型提供一种甲烷报警装置，实现甲烷浓度、二氧化碳浓度、温度的检测和报警。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种甲烷报警装置，其特征在于，包括：
甲烷浓度检测电路，用于检测外部环境中的甲烷浓度并转换为数字甲烷浓度信号；
液晶显示电路，用于显示甲烷报警装置工作状态；
锂电池，用于为甲烷报警装置提供工作电源；
按键开关电路，用于向甲烷报警装置输入控制信息；
报警器电路，用于输出报警信号；
微控制器电路，根据按键开关电路输入的控制信息，接收甲烷浓度信号并判断是否超过阀值，是则控制报警器电路发出报警信号，同时控制液晶显示电路显示甲烷浓度信息。
本实用新型的第一优选方案为：还包括与所述微控制器电路连接的二氧化碳浓度检测电路，用于检测外部二氧化碳浓度。
本实用新型的第二优选方案为：还包括与所述微控制器电路连接的温度测量电路，用于检测外部温度信息。
本实用新型的第三优选方案为：所述温度测量电路包括集成芯片LTC2996。
本实用新型的第四优选方案为：还包括与所述微控制器电路连接的通讯模块，用于向外部接收器传输甲烷报警装置工作状态。
本实用新型的第五优选方案为：所述通讯模块包括串口功能切换开关电路以及zigbee模块，所述串口功能切换开关电路连接所述微控制器电路和所述zigbee模块。
本实用新型的第六优选方案为：还包括与所述微控制器电路连接的稳压电路，用于将所述锂电池的输出电压稳定输出给甲烷报警装置。
本实用新型的第七优选方案为：还包括与所述微控制器电路连接的电池电压检测电路，用于检测所述锂电池的输出电压并向所述微控制器电路提供所述锂电池的输出电压信号。
本实用新型的第八优选方案为：所述二氧化碳浓度检测电路包含TGS6141。
本实用新型的第九优选方案为：所述甲烷浓度检测电路包含MQ-214。
本实用新型的技术优势在于：
1.功能多，适用范围广，结构小型化便于携带。
2.采用LTC2996温度传感器测量温度，无需软件读写，具有可调过温和欠温门限以及漏极开路警报输出等功能，可用于煤矿开采、温室大棚等多种场合。
3.本装置通过检测二氧化碳浓度代替氧气浓度实现成本最小化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例甲烷报警装置电路示意图。
图2为本实施例微控制器电路与通讯模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参考图1，本实施例提供一种甲烷报警装置，包括微控制器电路、稳压电路、电池电压检测电路、二氧化碳浓度检测电路、温度测量电路、甲烷浓度检测电路、通讯模块、按键开关电路、报警器电路、液晶显示电路，微控制器电路包含单片机，单片机作为微控制器电路的控制核心，单片机通过内置的AD转换器采集稳压电路、电池电压检测电路、二氧化碳浓度检测电路、温度测量电路、甲烷浓度检测电路输出的电压值，将电压值转换成二进制数据，并与所述按键开关电路手工输入的阀值比较大小，输出不同频率的脉冲，控制所述报警器电路发声，并将二进制数据与阀值通过液晶显示电路显示，通过通讯模块向外部计算机或接收器传输数据。
二氧化碳浓度检测电路包含二氧化碳传感器，二氧化碳传感器采集环境中二氧化碳浓度信息，并将二氧化碳的浓度值转化为所述二氧化碳传感器的输出电压值，通过单片机内置的AD转换器转换成二进制数据，所述单片机将二进制数据与二氧化碳浓度阀值比较大小，若二进制数据大于二氧化碳浓度阀值，则单片机向报警器电路输出10Khz方波，驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声，同时液晶显示电路8闪烁显示“二氧化碳浓度超标”字样，当所述单片机内置的AD转换器转换的二进制数据降低到二氧化碳浓度阀值以下时，所述液晶显示电路取消闪烁显示“二氧化碳浓度超标”字样；若二进制数据小于二氧化碳浓度阀值，则单片机不会向所述报警器电路9输出10Khz方波，不会驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声。按键开关电路的按键可以调整二氧化碳浓度阀值的大小。单片机将二进制数据与二氧化碳浓度阀值显示在液晶显示电路上。
温度测量电路包含温度传感器、上限调整旋钮和下限调整旋钮，温度传感器采用集成芯片TLC2996，上限调整旋钮可以调整集成芯片TLC2996的温度上限值，下限调整旋钮可以调整所述集成芯片TLC2996的温度下限值，集成芯片TLC2996将自身芯片的温度转换为模拟输出电压，并将模拟输出电压由集成芯片TLC2996的Vpata引脚输出给单片机，通过单片机内置的AD转换器转换成二进制数据，经过单片机处理成十进制数据后输出到液晶显示电路中显示。集成芯片TLC2996将测量的温度与温度上限和温度下限进行比较。若所述、、集成芯片TLC2996测量的温度高于温度上限，则集成芯片TLC2996通过OT引脚输出低电平，由此向单片机传送一个警报信号，单片机向报警器电路输出7.5Khz方波，驱动所述报警器电路的蜂鸣器发出报警声，同时液晶显示电路闪烁显示“温度高于上限”字样；若集成芯片TLC2996测量的温度低于温度下限，则集成芯片TLC2996通过UT引脚输出低电平，由此向单片机传送一个警报信号，单片机向报警器电路输出7.5Khz方波，驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声，同时液晶显示电路闪烁显示“温度低于下限”字样；若集成芯片TLC2996测量的温度介于温度上限和温度下限之间，则集成芯片TLC2996不向单片机输出报警信号。
单片机将二进制数据与甲烷浓度阀值比较大小，若二进制数据大于甲烷浓度阀值，则单片机向报警器电路输出5Khz方波，驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声；若二进制数据小于甲烷浓度阀值，则单片机不会向报警器电路输出5Khz方波，不会驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声。按键开关电路的按键可以调整甲烷浓度阀值的大小。单片机将二进制数据与甲烷浓度阀值显示在液晶显示电路上。
甲烷浓度检测电路包含甲烷传感器，甲烷传感器采集环境中甲烷浓度信息，并将甲烷的浓度值转化为甲烷传感器的输出电压值，通过单片机内置的AD转换成二进制数据，单片机将二进制数据与甲烷浓度阀值比较大小，若二进制数据大于甲烷浓度阀值，则单片机向报警器电路输出5Khz方波，驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声，同时液晶显示电路闪烁显示“甲烷浓度超标”字样，当单片机内置的AD转换器转换的二进制数据降低到甲烷浓度阀值以下时，液晶显示电路取消闪烁显示“甲烷浓度超标”字样；若二进制数据小于甲烷浓度阀值，则单片机不会向报警器电路输出5Khz方波，不会驱动报警器电路的蜂鸣器发出报警声。按键开关电路的按键可以调整甲烷浓度阀值的大小。单片机将二进制数据与甲烷浓度阀值显示在液晶显示电路上。
报警器电路包含蜂鸣器，蜂鸣器根据单片机输出的不同频率的脉冲发出不同的报警声，由此实现和区别不同信息的报警。
参考图2，通讯模块包括串口功能切换开关电路、RS232接口电路。若发送数据，则开启串口功能切换开关电路，使单片机的串口引脚与Zigbee模块连接，实现单片机将采集到的各类外界数据和阀值数据依次通过Zigbee模块发送给外部计算机或接收器；若向单片机重新下载程序，则开启串口功能切换开关电路，使单片机的串口引脚与的RS232接口电路连接，实现程序下载。
上面结合附图对本实用新型进行了示例型描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种甲烷报警装置，其特征在于，包括：
甲烷浓度检测电路，用于检测外部环境中的甲烷浓度并转换为数字甲烷浓度信号；
液晶显示电路，用于显示甲烷报警装置工作状态；
锂电池，用于为甲烷报警装置提供工作电源；
按键开关电路，用于向甲烷报警装置输入控制信息；
报警器电路，用于输出报警信号；
微控制器电路，根据按键开关电路输入的控制信息，接收甲烷浓度信号并判断是否超过阀值，是则控制报警器电路发出报警信号，同时控制液晶显示电路显示甲烷浓度信息。
2.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：还包括与所述微控制器电路连接的二氧化碳浓度检测电路，用于检测外部二氧化碳浓度。
3.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：还包括与所述微控制器电路连接的温度测量电路，用于检测外部温度信息。
4.根据权利要求3所述甲烷报警装置，其特征在于：所述温度测量电路包括集成芯片LTC2996。
5.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：还包括与所述微控制器电路连接的通讯模块，用于向外部接收器传输甲烷报警装置工作状态。
6.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于；所述通讯模块包括串口功能切换开关电路以及zigbee模块，所述串口功能切换开关电路连接所述微控制器电路和所述zigbee模块。
7.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：还包括与所述微控制器电路连接的稳压电路，用于将所述锂电池的输出电压稳定输出给甲烷报警装置。
8.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：还包括与所述微控制器电路连接的电池电压检测电路，用于检测所述锂电池的输出电压并向所述微控制器电路提供所述锂电池的输出电压信号。
9.根据权利要求2所述甲烷报警装置，其特征在于：所述二氧化碳浓度检测电路包含TGS6141。
10.根据权利要求1所述甲烷报警装置，其特征在于：所述甲烷浓度检测电路包含MQ-214。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201320044930 CN203053960U (zh) | 2013-01-16 | 2013-01-16 | 甲烷报警装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104517411A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 徐州江煤科技有限公司 | 矿用甲烷检测报警装置 |
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- 2013-01-16 CN CN 201320044930 patent/CN203053960U/zh not_active Expired - Fee Related
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