CN206386152U - 一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，单片机处理器通过信号放大器电性连接于瓦斯传感器、氧气传感器和温度传感器；信号放大器通过无线传输芯片电性连接于智能PC手持端；单片机处理器通过超限报警电路电性连接于中继路由器并电性连接于智能PC手持端；单片机处理器还电性连接于LED显示屏。本实用新型能够无限传输固定或移动位置处瓦斯浓度至地面监控中心，实时了解矿下瓦斯浓度情况，具有LED报警和声音报警，当作为矿井员工的手持设备时，还能自动定位矿井员工的位置，也可以用作LED照明灯。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下的安全监测系统，更确切地说，是一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置。
背景技术
在煤矿井下作业，由于受地质条件、环境及有毒有害气体的影响，各种矿难事故频频发生，对生命与财产造成了严重的破坏性。有毒有害的气体中瓦斯的危害性最大，瓦斯是贮存在煤层中的烃类气体，主要成份为甲烷，是易燃易爆的气体，对煤矿安全生产有着重大的威胁。
瓦斯发生爆炸或燃烧有三个条件，一是其浓度，空气中瓦斯浓度达到5％～16％；二是环境温度；三是充足的氧气环境中，当氧气浓度大于12％时就会发生爆炸、燃烧。而当空气中瓦斯的浓度小于5％时不会燃烧，而大于16％时，则不会发生爆炸也不发生燃烧。因此，瓦斯浓度的准确检测便成为有效防止或避免瓦斯爆炸这种矿难的发生。
目前主要是对瓦斯浓度进行检测，但多数人并不关注另两个因素的检测，从而导致监控失败，使矿难事故仍频发，造成严重的人员或财产伤害。另外，目前监控时是在煤矿井下的长巷道内分点布设用于检测瓦斯浓度的传感器，且各传感器之间通过电线进行连接，再将数据传输到井上计算机上进行分析、处理等，当井下发生瓦斯爆炸或燃烧时，则这此电线存在重大的安全隐患，会成为导火线造成更大的灾难。另外，现有瓦斯浓度检测装置仍存在许多缺点，如体系复杂、监控效果差、监控系统内部结构存在相互干扰。因此，针对上述问题提出一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，包括单片机处理器，所述单片机处理器通过信号放大器电性连接于瓦斯传感器、氧气传感器和温度传感器；所述信号放大器通过无线传输芯片电性连接于智能PC手持端；所述单片机处理器通过超限报警电路电性连接于中继路由器并电性连接于智能PC手持端；所述单片机处理器还电性连接于LED显示屏；所述超限报警电路包括有报警指示灯L1、报警指示灯L2以及蜂鸣器F；超限报警电路分别通过PC0接口、PC1接口和PC2接口与单片机处理芯片相连接；报警指示灯L1连接在PC0接口上；报警指示灯L2连接在PC1接口上，蜂鸣器F则连接在PC2接口上。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，瓦斯传感器检测到作业环境中瓦斯浓度超过设定的安全阈值时，在所述超限报警电路的PC0接口、PC1接口和PC2接口的控制下，自动发出光信号和声音报警；所述安全阈值为1%或1.5%。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，所述无线传输芯片包括有ZigBee无线数据收发模块，所述ZigBee无线数据收发模块采用TI公司的CC2431芯片。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，所述单片机处理器采用单片机PICI8LF4620。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，所述瓦斯检测传感器采用红外瓦斯传感器或LXK-3 催化元件传感器。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，所述显示器采用LCD液晶显示器。
作为本实用新型方案进一步具体优化的，所述报警指示灯L1和报警指示灯L2包括红、黄、蓝三种颜色的LED。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型将单片机技术引入到煤矿安全生产中，设计出了实时、灵敏、精准的瓦斯监测和报警系统，不仅可以改善传统监测设备的不足，更可为瓦斯事故的防范和治理提供有力的手段，具有重要的社会意义和实用价值。
（2）本实用新型设计合理，所述的瓦斯传感器可采用 LXK-3 催化元件传感器，该元件可以用于煤矿、石油和化工等领域，具有稳定性高、精度高、重复性好、响应速度快等特性，在实际使用时，可与瓦斯浓度呈线性输出。
（3）本实用新型所述的信号放大电路可采用差分放大电路，不仅可提高信号放大电路的输入阻抗，且具有高共模抑制比和高差模增益，提高数据采集模块的检测精度。
（4）本实用新型能够无限传输固定或移动位置处瓦斯浓度至地面监控中心，实时了解矿下瓦斯浓度情况，具有LED报警和声音报警，当作为矿井员工的手持设备时，还能自动定位矿井员工的位置，也可以用作LED照明灯。
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为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型超限报警电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护泛围做出更为清楚明确的界定。
一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，如图1所示，包括单片机处理器，所述单片机处理器采用单片机PICI8LF4620。所述单片机处理器通过信号放大器电性连接于瓦斯传感器、氧气传感器和温度传感器；所述瓦斯检测传感器采用红外瓦斯传感器或LXK-3 催化元件传感器。所述信号放大器通过无线传输芯片电性连接于智能PC手持端；所述无线传输芯片包括有ZigBee无线数据收发模块，所述ZigBee无线数据收发模块采用TI公司的CC2431芯片。
具体的超限报警电路：为设有报警指示灯L1、报警指示灯L2以及蜂鸣器F的声光报警装置，如图2所示，超限报警电路通过PC0-PC2接口与单片机处理芯片相连接，其中，报警指示灯L1连接在PC0接口上；报警指示灯L2连接在PC1接口上，蜂鸣器F则连接在PC2接口上。在使用过程中，当数据采集模块检测到作业环境中瓦斯浓度超过设定的安全阈值时，在单片机控制芯片的PC0-PC2接口的控制下，超限报警电路则自动发出光信号和声音报警，便于及时提醒井下人员采取措施或撤离。根据煤矿安全规程规定，当作业环境瓦斯浓度超过1%或1.5%时，蜂鸣器F报警。
（1）本实用新型将单片机技术引入到煤矿安全生产中，设计出了实时、灵敏、精准的瓦斯监测和报警系统，不仅可以改善传统监测设备的不足，更可为瓦斯事故的防范和治理提供有力的手段，具有重要的社会意义和实用价值。
（2）本实用新型设计合理，所述的瓦斯传感器可采用 LXK-3 催化元件传感器，该元件可以用于煤矿、石油和化工等领域，具有稳定性高、精度高、重复性好、响应速度快等特性，在实际使用时，可与瓦斯浓度呈线性输出。
（3）本实用新型所述的信号放大电路可采用差分放大电路，不仅可提高信号放大电路的输入阻抗，且具有高共模抑制比和高差模增益，提高数据采集模块的检测精度。
（4）本实用新型能够无限传输固定或移动位置处瓦斯浓度至地面监控中心，实时了解矿下瓦斯浓度情况，具有LED报警和声音报警，当作为矿井员工的手持设备时，还能自动定位矿井员工的位置，也可以用作LED照明灯。
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护泛围之内。因此，本实用新型的保护泛围应该以权利要求书所限定的保护泛围为准。
Claims (7)
1.一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：包括单片机处理器，所述单片机处理器通过信号放大器电性连接于瓦斯传感器、氧气传感器和温度传感器；所述信号放大器通过无线传输芯片电性连接于智能PC手持端；所述单片机处理器通过超限报警电路电性连接于中继路由器并电性连接于智能PC手持端；所述单片机处理器还电性连接于LED显示屏；所述超限报警电路包括有报警指示灯L1、报警指示灯L2以及蜂鸣器F；超限报警电路分别通过PC0接口、PC1接口和PC2接口与单片机处理芯片相连接；报警指示灯L1连接在PC0接口上；报警指示灯L2连接在PC1接口上，蜂鸣器F则连接在PC2接口上。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：瓦斯传感器检测到作业环境中瓦斯浓度超过设定的安全阈值时，在所述超限报警电路的PC0接口、PC1接口和PC2接口的控制下，自动发出光信号和声音报警；所述安全阈值为1%或1.5%。
3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：所述无线传输芯片包括有ZigBee无线数据收发模块，所述ZigBee无线数据收发模块采用TI公司的CC2431芯片。
4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：所述单片机处理器采用单片机PICI8LF4620。
5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：所述瓦斯检测传感器采用红外瓦斯传感器或LXK-3 催化元件传感器。
6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：所述显示器采用LCD液晶显示器。
7.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯浓度检测的装置，其特征在于：所述报警指示灯L1和报警指示灯L2包括红、黄、蓝三种颜色的LED。
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| CN109838280A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 菏泽海诺知识产权服务有限公司 | 一种煤矿瓦斯预警处理系统 |
| CN110261570A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-09-20 | 沙尔夫矿山机械（徐州）有限公司 | 一种车载瓦斯报警断电仪 |
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