CN212046898U - 一种矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，包括监控主机，分别与监控主机电连接的甲烷变送器、本安显示屏和整车控制器，用于提供电源的车载电源、DC模块和开关电源，用于驱动的包括电动机和电机控制器的电驱动系统，受整车控制器控制用于相应控制电驱动系统和DC模块电源通断的第一电控开关以及第二电控开关，监控主机内置有甲烷浓度超标阈值和甲烷变送器发送信号间断时长阈值。使用时当监控主机判断甲烷浓度超标或者甲烷变送器发送信号时长超阈值时向整车控制器发送动作信号，整车控制器通过第一、第二电控开关自动控制全车断电。本实用新型能有效解决现有技术中存在的矿用电动车运行过程中可能引起瓦斯爆炸风险的技术问题。

Description

一种矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置

技术领域

本实用新型涉及矿用电动车防爆技术领域，具体涉及一种矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置。

背景技术

众所周知，煤矿尤其是井下防瓦斯爆炸是煤矿企业必需考虑的重中之重的技术问题，瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷等，瓦斯爆炸主要是由空气中甲烷超过一定的浓度，在电火花的触发下引起爆炸。矿用有轨电机车和矿用电动车（主要指胶轮电动车）是煤矿重要的运输设备，由于矿用电动车上设有大量的电气设备，各电气设备之间通过电缆、接头相连接，因此矿用电动车在运行时有可能因电路或电器原因产生电火花，当矿用电动车在运行时环境中甲烷浓度超标时，若矿用电动车产生电火花，则会引起瓦斯爆炸安全事故，造成财产和矿工生命的巨大损失。为防止出现因矿用电动车运行产生电火花造成瓦斯爆炸事故的发生，目前通用的做法是在矿用电动车上设置甲烷变送器用于检测运行环境中的甲烷浓度，甲烷变送器检测信号发送给设于矿用电动车上的监控主机，监控主机判断监测的甲烷浓度是否超标，若超标，则监控主机驱动设于矿用电动车上的声光报警器进行声光报警，并通过设于矿用电动车上且与监控主机相连的本安显示屏实时显示当前运行状态参数及甲烷浓度监测值。目前矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，当监测的甲烷浓度超标时仅提供声光报警用于提醒驾驶员，由驾驶员相应做整车的停电停运处理，其存在的主要问题有：其一，完全依赖于驾驶员的反应，若驾驶员走神疏忽或反应不及时，未及时对整车停电停运，继续运行仍然有可能引起瓦斯爆炸事故；其二，完全依赖于声光报警器的声光报警，若声光报警器在运行中损坏且驾驶员不知道已损坏，继续运行则仍然有可能引起瓦斯爆炸事故；其三，对运行过程中甲烷浓度的监测依赖于甲烷变送器，若甲烷变送器损坏且驾驶员不知道已损坏，继续运行则仍然有可能引起瓦斯爆炸事故；其四，就算驾驶员在声光报警时及时反应直接关闭整车电源，则会造成矿用电动车的电驱动系统在大电流运行状态下直接关电，一方面可能会造成电器损坏，另一方面可能会因电驱动系统中的元器件有可能会产生自激反应产生电火花，引起瓦斯爆炸。因此，研制更为安全可靠的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，显得十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是：为解决现有技术中存在的技术问题，提供一种更为安全可靠的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，包括监控主机、甲烷变送器、本安显示屏、整车控制器、车载电源、电驱动系统、DC模块和开关电源，所述电驱动系统包括驱动用的电动机和对电动机实施控制的电机控制器，所述监控主机内置有甲烷浓度超标阈值，其特征在于：还包括第一电控开关以及第二电控开关，所述监控主机还内置有甲烷变送器发送信号间断时长阈值，所述甲烷变送器和整车控制器分别与监控主机通过本安CAN总线双向信号电连接，本安显示屏与监控主机通过本安CAN总线信号电连接，电动机与电机控制器电连接，电机控制器通过第一电控开关与车载电源电连接，电机控制器与整车控制器电连接，第一电控开关和第二电控开关分别与整车控制器电连接，开关电源通过DC模块与第二电控开关电连接，开关电源用于提供监控主机、甲烷变送器以及整车控制器的工作电源。

进一步的方案是：所述监控主机内置的甲烷变送器发送信号间断时长阈值为4秒。

进一步的方案是：所述监控主机内置有甲烷浓度超标阈值为5.0VOL%。

进一步的方案是：所述第一电控开关和第二电控开关为直流接触器或者为继电器。

进一步的方案是：所述第一电控开关和第二电控开关为EV200HAANA型号的直流接触器。

进一步的方案是：所述甲烷变送器为GJC4C型号的车载式甲烷传感器。

进一步的方案是：所述监控主机为ZCB24-Z型号的监控主机。

进一步的方案是：所述整车控制器优选为ECM-5554-112-0904型号的控制器。

进一步的方案是：所述本安显示屏为PH12型号的矿用本安型显示屏。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其在使用时，若监控主机判断运行环境中甲烷浓度超标，则监控主机发送停电停运指令给整车控制器，整车控制器接受指令后控制第一电控开关动作以断开电驱动系统的高压电源，同时控制第二电控开关动作以断开矿用电动车的低压电源，从而自动切断矿用电动车的全部电源，彻底避免电火花的产生，从而有效解决了现有技术中完全依赖于驾驶员的反应以及声光报警器失灵可能引起瓦斯爆炸事故的技术问题。（2）本实用新型的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其在使用时，若监控主机在设定的时间段内不能接收到甲烷变送器发送的甲烷浓度监测信号，则监控主机判断甲烷工作失灵，监控主机发送停电停运指令自动切断矿用电动车的全部电源，彻底避免电火花的产生，从而有效解决了现有技术中若甲烷变送器损坏且驾驶员不知道已损坏继续运行可能引起瓦斯爆炸事故的技术问题。（3）本实用新型的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其在使用过程中当监控主机判断需要停电停运向整车控制器发送指令时，由整车控制器先行发送指令给电机控制器，先行降低电动机的工作电流，然后再关闭全部电源，从而有效解决了现有技术中由驾驶员直接关电所带来的电驱动系统在大电流运行状态下直接关电可能会造成电器损坏以及自激反应产生电火花引起瓦斯爆炸的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1，本实施例的见图1，本实施例的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其主要由监控主机、甲烷变送器、本安显示屏、整车控制器、车载电源、电驱动系统、DC模块、开关电源、第一电控开关以及第二电控开关组成。电驱动系统包括驱动用的电动机和对电动机实施控制的电机控制器。

甲烷变送器和整车控制器分别与监控主机通过本安CAN总线双向信号电连接，本安显示屏与监控主机通过本安CAN总线信号电连接，电动机与电机控制器电连接，电机控制器通过第一电控开关与车载电源电连接，电机控制器与整车控制器电连接，第一电控开关和第二电控开关分别与整车控制器电连接，开关电源通过DC模块与第二电控开关电连接，开关电源用于提供监控主机、甲烷变送器以及整车控制器的工作电源。

甲烷变送器优选采用GJC4C型号的车载式甲烷传感器，甲烷变送器用于实时监测矿用电动车运行环境中的甲烷浓度。

监控主机采用型号为ZCB24-Z的市购监控主机，监控主机内置甲烷浓度超标阈值和甲烷变送器发送信号间断时长阈值，使用时，监控主机实时接收甲烷变送器监测发送的运行环境中甲烷浓度值并将其与内置的甲烷浓度超标阈值进行比较，若判断甲烷浓度超标则监控主机向整车控制器发送控制信号。监控主机实时监控未发送监测信号的时长，若甲烷变送器未发送监测信号的时长超过甲烷变送器发送信号间断时长阈值，则监控主机向整车控制器发送控制信号。本实施例中，甲烷浓度超标阈值优选为5.0VOL%，甲烷变送器发送信号间断时长阈值优选为4秒。监控主机所涉及的程序为简单成熟的现有技术，不作详述。

本安显示屏优选采用PH12型号的矿用本安型显示屏，本安显示屏用于实时显示监控主机发送的信号参数。

整车控制器优选采用ECM-5554-112-0904的控制器，整车控制器用于根据监控主机的控制指令，对全车的电源实施开关控制。整车控制器的控制方法为成熟的现有技术，不作详述。

车载电源用于提供矿用电动车运行所需要的高压直流电，车载电源为成熟的现有技术，其结构不作详述。

电驱动系统的电机控制器用于根据外部指令通过调节电动机运行电流对电动机的速度快慢实施控制，其为成熟的现有技术，不作详述，本实施例中，当整车控制器接收到监控主机发送的动作指令时，由整车控制器发送降低运行电流的指令给电机控制器，电机控制器根据指令降低电动机运行电流至电机控制器内置的安全阈值。

DC模块优选采用深圳市蓝德汽车电源技术有限公司的M333-3K型号的DC模块，DC模块用于将车载电源输出的高压直流电转换为低压直流电以给开关电源供电。

开关电源优选采用MCDX-IB型号的本质安全型电源，开关电源用于将DC模块输出的DC24V转换成DC12V电源，给监控主机、甲烷变送器以及整车控制器提供工作电源。

第一电控开关和第二电控开关可采用市购的接触器，也可采用市购的继电器，优选地，第一电控开关和第二电控开关采用EV200HAANA型号的直流接触器。第一电控开关用于根据整车控制器的指令打开或关闭电驱动系统的电源，第二电控开关用于根据整车控制器的指令打开或关闭打开或关闭车载电源向DC模块的电源输出。当监控主机判断甲烷浓度超标向整车控制器发出动作指令后，整车控制器控制第一电控开关和第二电控开关动作，关闭全车电源。

由前述可知，本实施例的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其在使用时，若监控主机判断运行环境中甲烷浓度超标，则监控主机发送停电停运指令给整车控制器，整车控制器接受指令后控制第一电控开关动作以断开电驱动系统的高压电源，同时控制第二电控开关动作以断开矿用电动车的低压电源，从而自动切断矿用电动车的全部电源，彻底避免电火花的产生，从而有效解决了现有技术中完全依赖于驾驶员的反应以及声光报警器失灵可能引起瓦斯爆炸事故的技术问题；同时，若监控主机在设定的时间段内不能接收到甲烷变送器发送的甲烷浓度监测信号，则监控主机判断甲烷工作失灵，监控主机发送停电停运指令自动切断矿用电动车的全部电源，彻底避免电火花的产生，从而有效解决了现有技术中若甲烷变送器损坏且驾驶员不知道已损坏继续运行可能引起瓦斯爆炸事故的技术问题；此外，当监控主机判断需要停电停运向整车控制器发送指令时，由整车控制器先行发送指令给电机控制器，先行降低电动机的工作电流，然后再关闭全部电源，从而有效解决了现有技术中由驾驶员直接关电所带来的电驱动系统在大电流运行状态下直接关电可能会造成电器损坏以及自激反应产生电火花引起瓦斯爆炸的技术问题。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，包括监控主机、甲烷变送器、本安显示屏、整车控制器、车载电源、电驱动系统、DC模块和开关电源，所述电驱动系统包括驱动用的电动机和对电动机实施控制的电机控制器，所述监控主机内置有甲烷浓度超标阈值，其特征在于：还包括第一电控开关以及第二电控开关，所述监控主机还内置有甲烷变送器发送信号间断时长阈值，所述甲烷变送器和整车控制器分别与监控主机通过本安CAN总线双向信号电连接，本安显示屏与监控主机通过本安CAN总线信号电连接，电动机与电机控制器电连接，电机控制器通过第一电控开关与车载电源电连接，电机控制器与整车控制器电连接，第一电控开关和第二电控开关分别与整车控制器电连接，开关电源通过DC模块与第二电控开关电连接，开关电源用于提供监控主机、甲烷变送器以及整车控制器的工作电源。

2.根据权利要求1所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述监控主机内置的甲烷变送器发送信号间断时长阈值为4秒。

3.根据权利要求1所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述监控主机内置有甲烷浓度超标阈值为5.0VOL%。

4.根据权利要求1所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述第一电控开关和第二电控开关为直流接触器或者为继电器。

5.根据权利要求4所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述第一电控开关和第二电控开关为EV200HAANA型号的直流接触器。

6.根据权利要求1～4任一所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述甲烷变送器为GJC4C型号的车载式甲烷传感器。

7.根据权利要求1～4任一所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述监控主机为ZCB24-Z型号的监控主机。

8.根据权利要求1～4任一所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述整车控制器优选为ECM-5554-112-0904型号的控制器。

9.根据权利要求1～4任一所述的矿用电动车防引爆瓦斯的监控装置，其特征在于：所述本安显示屏为PH12型号的矿用本安型显示屏。

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