CN205558977U - 一种矿井掘进工作面多参数监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿井掘进工作面多参数监测装置，包括数据处理单元、无线检测单元、矿用无线AP基站以及多个手持式无线终端，所述无线检测单元为矿用无线摄像机、瓦斯无线检测单元、风速无线检测单元和粉尘无线检测单元，所述瓦斯无线检测单元包括瓦斯传感器、第一信号转换器和第一移动电源，所述风速无线检测单元包括风速传感器、第二信号转换器和第二移动电源，所述粉尘无线检测单元包括粉尘传感器、第三信号转换器和第三移动电源。本实用新型结构简单，通过设置矿用无线AP基站实现数据的无线传输，通过设置多个无线检测单元实现掘进工作面的图像、瓦斯浓度、风速、粉尘浓度等多参数实时监测，布线简单，移动方便。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿井下监测监控技术领域，具体涉及一种矿井掘进工作面多参数监测装置。
背景技术
掘进工作面的参数监测是保证矿井安全掘进的有力措施。目前，煤矿掘进工作面通常装设瓦斯传感器、风速传感器等对该区域的通风安全参数进行监测。随着煤矿机械化作业的推进，掘进速度快，风速传感器和瓦斯传感器等设备需要经常移动，因为有线连接布线工作量大，掘进工作面作业人员往往延迟传感器设备的移动时间，造成安全隐患。尤其是对高瓦斯或低瓦斯矿井的瓦斯异常掘进工作面，仅按照煤矿安全规程装设的传感器设备已经满足不了掘进工作面快速安全掘进的要求，煤矿井下的工作条件比较恶劣，一旦危机时发现安全隐患，容易发生重大安全事故，因此对掘进工作面的参数实时监测是非常必要的。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的矿井掘进工作面多参数监测装置，通过设置矿用无线AP基站实现数据的无线传输，通过设置多个无线检测单元实现掘进工作面的图像、瓦斯浓度、风速、粉尘浓度等多参数实时监测，布线简单，移动方便，为掘进工作面区域安全生产提供保障，保证掘进工作面安全。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其结构简单，实现方便，工作可靠性高，通过设置矿用无线AP基站实现数据的无线传输，通过设置多个无线检测单元实现掘进工作面的图像、瓦斯浓度、风速、粉尘浓度等多参数实时监测，布线简单，移动方便，为掘进工作面区域安全生产提供保障，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：包括数据处理单元、无线检测单元、与所述无线检测单元进行数据无线通信的矿用无线AP基站以及多个与所述矿用无线AP基站进行无线数据通信的手持式无线终端，所述无线检测单元为矿用无线摄像机、瓦斯无线检测单元、风速无线检测单元和粉尘无线检测单元，所述瓦斯无线检测单元包括用于检测采掘工作面瓦斯浓度的瓦斯传感器、与瓦斯传感器输出端相接的第一信号转换器以及为瓦斯传感器和第一信号转换器提供电源的第一移动电源，所述风速无线检测单元包括用于检测采掘工作面风速的风速传感器、与风速传感器输出端相接的第二信号转换器以及为风速传感器和第二信号转换器提供电源的第二移动电源，所述粉尘无线检测单元包括用于检测采掘工作面粉尘浓度的粉尘传感器、与粉尘传感器输出端相接的第三信号转换器以及为粉尘传感器和第三信号转换器提供电源的第三移动电源；所述第一信号转换器、第二信号转换器、第三信号转换器和矿用无线摄像机均与所述矿用无线AP基站进行数据无线通信，所述矿用无线AP基站与所述数据处理单元相接。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述数据处理单元为隔爆计算机。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述矿用无线AP基站为矿用隔爆兼本安型无线AP基站。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述手持式无线终端包括控制单元、本安电源以及与控制单元相接的数据存储器和WIFI模块，所述控制单元的输入端接有按键操作电路，所述控制单元的输出端接有显示屏和报警电路，所述WIFI模块与矿用本安型无线AP模块进行数据无线通信。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述瓦斯传感器为隔爆型瓦斯传感器，所述风速传感器为隔爆型风速传感器，所述粉尘传感器为隔爆型粉尘传感器。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述第一信号转换器、第二信号转换器、第三信号转换器均为矿用本安型信号转换器。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述第一移动电源、第二移动电源和第三移动电源均为矿用隔爆兼本安型电源。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述矿用无线摄像机为矿用本安型无线摄像机。
上述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述隔爆计算机通过双绞线与矿用无线AP基站连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置矿用无线摄像机、瓦斯传感器、风速传感器和粉尘传感器，实现矿井掘进工作面的图像、瓦斯浓度、风速和粉尘浓度的实时监测，避免矿井掘进工作面瓦斯浓度高、风速小和粉尘浓度高，为掘进工作面区域安全生产提供保障，保证矿井掘进工作面安全，电路简单,便于推广使用。
2、本实用新型通过设置第一信号转换器、第二信号转换器和第三信号转换器，使瓦斯传感器、风速传感器和粉尘传感器检测到的模拟信号分别通过第一信号转换器、第二信号转换器和第三信号转换器转换为数字信号，并通过第一信号转换器、第二信号转换器和第三信号转换器将采集到的瓦斯浓度、风速和粉尘浓度传输给矿用无线基站，矿用无线摄像机将采集到的矿井掘进工作面图像也传输至矿用无线AP基站，矿用无线AP基站将接收到的矿井掘进工作面图像、瓦斯浓度、风速和粉尘浓度等掘进工作面监测数据，再送入数据处理单元，实现掘进工作面监测数据的实时分析处理，并同步无线传输至多个手持式无线终端，使多个井下和井上区域中的工作人员同步获得掘进工作面监测数据，实现井下及井上移动状态查看掘进工作面安全状况，方便快捷。
3、本实用新型通过设置矿用无线摄像机、瓦斯无线检测单元、风速无线检测单元和粉尘无线检测单元，采用无线方式与矿用无线AP基站，多参数监测设备拆装便捷，便于移动，维护工作量小，实用性强。
综上所述，本实用新型结构简单，实现方便，工作可靠性高，通过设置矿用无线AP基站实现数据的无线传输，通过设置多个无线检测单元实现掘进工作面的图像、瓦斯浓度、风速、粉尘浓度等多参数实时监测，布线简单，移动方便，为掘进工作面区域安全生产提供保障，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型手持式无线终端的电路原理框图。
附图标记说明:
1—隔爆计算机； 2—矿用无线AP基站； 3—第一信号转换器；
4—第二信号转换器； 5—第三信号转换器； 6—第一移动电源；
7—第二移动电源； 8—第三移动电源； 9—瓦斯传感器；
10—风速传感器； 11—粉尘传感器； 12—矿用无线摄像机；
13—手持式无线终端； 13-1—控制单元； 13-2—本安电源；
13-3—按键操作电路； 13-4—数据存储器。 13-5—WIFI模块。
13-6—显示屏； 13-7—报警电路。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括数据处理单元、无线检测单元、与所述无线检测单元进行数据无线通信的矿用无线AP基站2以及多个与所述矿用无线AP基站2进行无线数据通信的手持式无线终端13，所述无线检测单元为矿用无线摄像机12、瓦斯无线检测单元、风速无线检测单元和粉尘无线检测单元，所述瓦斯无线检测单元包括用于检测采掘工作面瓦斯浓度的瓦斯传感器9、与瓦斯传感器9输出端相接的第一信号转换器3以及为瓦斯传感器9和第一信号转换器3提供电源的第一移动电源6，所述风速无线检测单元包括用于检测采掘工作面风速的风速传感器10、与风速传感器10输出端相接的第二信号转换器4以及为风速传感器10和第二信号转换器4提供电源的第二移动电源7，所述粉尘无线检测单元包括用于检测采掘工作面粉尘浓度的粉尘传感器11、与粉尘传感器11输出端相接的第三信号转换器5以及为粉尘传感器11和第三信号转换器5提供电源的第三移动电源8；所述第一信号转换器3、第二信号转换器4、第三信号转换器5和矿用无线摄像机12均与所述矿用无线AP基站2进行数据无线通信，所述矿用无线AP基站2与所述数据处理单元相接。
本实施例中，所述数据处理单元为隔爆计算机1。
本实施例中，所述矿用无线AP基站2为矿用隔爆兼本安型无线AP基站。
实际使用过程中，所述第一信号转换器3中集成第一无线通信模块，第二信号转换器4中集成第二无线通信模块，第三信号转换器5中集成第三无线通信模块，所述第一无线通信模块、所述第二无线通信模块和所述第三无线通信模块均与所述矿用隔爆兼本安型无线AP基站进行数据无线通信。
本实施例中，所述手持式无线终端13包括控制单元13-1、本安电源13-2以及与控制单元13-1相接的数据存储器13-4和WIFI模块13-5，所述控制单元13-1的输入端接有按键操作电路13-3，所述控制单元13-1的输出端接有显示屏13-6和报警电路13-7，所述WIFI模块13-5与矿用隔爆兼本安型无线AP基站进行数据无线通信。
本实施例中，所述瓦斯传感器9为隔爆型瓦斯传感器，所述风速传感器10为隔爆型风速传感器，所述粉尘传感器11为隔爆型粉尘传感器。
本实施例中，所述第一信号转换器3、第二信号转换器4、第三信号转换器5均为矿用本安型信号转换器。
本实施例中，所述第一移动电源6、第二移动电源7和第三移动电源8均为矿用隔爆兼本安型电源。
本实施例中，所述矿用无线摄像机12为矿用本安型无线摄像机。
本实施例中，所述隔爆计算机1通过双绞线与矿用无线AP基站2连接。
本实用新型使用时，第一移动电源6为瓦斯传感器9和第一信号转换器3提供电源，瓦斯传感器9和第一信号转换器3进入工作状态，第二移动电源7为风速传感器10和第二信号转换器4提供电源，风速传感器10和第二信号转换器4进入工作状态，第三移动电源8为粉尘传感器11和第三信号转换器5提供电源，粉尘传感器11和第三信号转换器5进入工作状态，瓦斯传感器9实时检测矿井掘进工作面的瓦斯浓度并将采集到的瓦斯浓度模拟信号发送至第一信号转换器3，经过第一信号转换器3转换为数字瓦斯浓度值并无线传输至矿用无线AP基站2，风速传感器10实时检测矿井掘进工作面的风速并将采集到的风速模拟信号发送至第二信号转换器4，经过第二信号转换器4转换为数字风速值并无线传输至矿用无线AP基站2，粉尘传感器11实时检测矿井掘进工作面的粉尘浓度并将采集到的粉尘浓度模拟信号发送至第三信号转换器5，经过第三信号转换器5转换为数字粉尘浓度值并无线传输至矿用无线AP基站2，矿用无线摄像机12实时采集矿井掘进工作面的图像并将采集到的图像无线传输至矿用无线AP基站2，矿用无线AP基站2将接收到矿井掘进工作面的图像、数字瓦斯浓度值、数字风速值和数字粉尘浓度值等矿井掘进工作面监测数据，发送至隔爆计算机1实现掘进工作面监测数据的实时分析处理，并同步通过WIFI模块13-5无线传输至多个手持式无线终端13，监测设备拆装便捷，便于移动，维护工作量小；本安电源13-2为控制单元13-1供电，控制单元13-1进入工作状态，通过按键操作电路13-3预先设定瓦斯浓度阈值、风速阈值和粉尘浓度阈值，控制单元13-1控制显示屏13-6实现矿井掘进工作面的图像、数字瓦斯浓度值、数字风速值和数字粉尘浓度值的实时显示，方便查看，并同步存储至数据存储器13-4中，方便查询，控制单元13-1将接收到的数字瓦斯浓度值、数字风速值和数字粉尘浓度值分别与预先设定的瓦斯浓度阈值、风速阈值和粉尘浓度阈值进行比较，当控制单元13-1接收到的数字瓦斯浓度值大于预先设定的瓦斯浓度阈值或数字粉尘浓度值大于预先设定的粉尘浓度阈值时，控制单元13-1控制报警电路13-7进行报警提示，当控制单元13-1接收到的数字风速值小于预先设定的风速阈值时，控制单元13-1控制报警电路13-7进行报警提示，使多个井下和井上区域中的工作人员同步获得掘进工作面监测数据，实现井下及井上工作人员在移动状态下可查看掘进工作面的安全状况，方便快捷，为掘进工作面区域安全生产提供保障，保证掘进工作面安全，实用性强。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：包括数据处理单元、无线检测单元、与所述无线检测单元进行数据无线通信的矿用无线AP基站(2)以及多个与所述矿用无线AP基站(2)进行无线数据通信的手持式无线终端(13)，所述无线检测单元为矿用无线摄像机(12)、瓦斯无线检测单元、风速无线检测单元和粉尘无线检测单元，所述瓦斯无线检测单元包括用于检测采掘工作面瓦斯浓度的瓦斯传感器(9)、与瓦斯传感器(9)输出端相接的第一信号转换器(3)以及为瓦斯传感器(9)和第一信号转换器(3)提供电源的第一移动电源(6)，所述风速无线检测单元包括用于检测采掘工作面风速的风速传感器(10)、与风速传感器(10)输出端相接的第二信号转换器(4)以及为风速传感器(10)和第二信号转换器(4)提供电源的第二移动电源(7)，所述粉尘无线检测单元包括用于检测采掘工作面粉尘浓度的粉尘传感器(11)、与粉尘传感器(11)输出端相接的第三信号转换器(5)以及为粉尘传感器(11)和第三信号转换器(5)提供电源的第三移动电源(8)；所述第一信号转换器(3)、第二信号转换器(4)、第三信号转换器(5)和矿用无线摄像机(12)均与所述矿用无线AP基站(2)进行数据无线通信，所述矿用无线AP基站(2)与所述数据处理单元相接。
2.按照权利要求1所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述数据处理单元为隔爆计算机(1)。
3.按照权利要求2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述矿用无线AP基站(2)为矿用隔爆兼本安型无线AP基站。
4.按照权利要求1或2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述手持式无线终端(13)包括控制单元(13-1)、本安电源(13-2)以及与控制单元(13-1)相接的数据存储器(13-4)和WIFI模块(13-5)，所述控制单元(13-1)的输入端接有按键操作电路(13-3)，所述控制单元(13-1)的输出端接有显示屏(13-6)和报警电路(13-7)，所述WIFI模块(13-5)与矿用本安型无线AP模块(2)进行数据无线通信。
5.按照权利要求1或2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述瓦斯传感器(9)为隔爆型瓦斯传感器，所述风速传感器(10)为隔爆型风速传感器，所述粉尘传感器(11)为隔爆型粉尘传感器。
6.按照权利要求1或2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述第一信号转换器(3)、第二信号转换器(4)、第三信号转换器(5)均为矿用本安型信号转换器。
7.按照权利要求1或2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述第一移动电源(6)、第二移动电源(7)和第三移动电源(8)均为矿用隔爆兼本安型电源。
8.按照权利要求1或2所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述矿用无线摄像机(12)为矿用本安型无线摄像机。
9.按照权利要求3所述的一种矿井掘进工作面多参数监测装置，其特征在于：所述隔爆计算机(1)通过双绞线与矿用无线AP基站(2)连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112924348A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 中南大学 | 基于opencv技术的井下粉尘监测与防治系统及方法 |
| CN113217107A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-06 | 北京瑞华高科技术有限责任公司 | 掘进区域的人员告警方法及装置 |
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