CN213364688U - 一种瓦斯监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种瓦斯监测装置，包括烟雾传感器和无线网，所述烟雾传感器的外部设置有外壳，所述外壳用于保护烟雾传感器及电气元件，所述外壳为上端敞口且内部中空的圆台结构，外壳的顶端设置有封盖，外壳的底部开设有长条形弧状通风孔，外壳的侧面设置有固定机构，所述固定机构包括喉箍、水平连接杆、竖直连接杆，所述水平连接杆和竖直连接杆之间设置有旋转机构，所述封盖位置设置有风机。本实用新型设置有外壳、固定机构和旋转机构，通过固定机构使外壳与洞壁固定，便于将外壳连带烟雾传感器取下维护或安装，通过旋转机构可使外壳处于合适角度，利用风机加速外壳内外空气流通从而提高检测精度。

Description

一种瓦斯监测装置

技术领域

本实用新型涉及瓦斯检测领域，具体涉及一种瓦斯监测装置。

背景技术

煤矿在开采时矿洞内存有沼气，其主要成分为CH4，这种气体属于易燃气体，当洞室内空气中CH4含量在5%~16%时，遇明火会产生爆炸，造成重大事故，且当空气中CH4含量达25%~30%时，可引起工作人员出现头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调以及窒息死亡等现象。所以在煤矿作业时CH4含量的检测极为重要。

由于CH4气体较空气轻一般都存留在矿洞的上部，所以检测仪要架设在洞顶为最好，但由于矿洞内的洞壁凹凸不平，现有的一些设备很难固定在洞壁上，若将检测仪通过螺栓等固定手段直接固定，在对检测仪进行维护时将极为麻烦，为了达到检测仪防潮指标，检测仪多为塑料外壳。通过螺栓硬性连接会对检测仪造成不可修复性损坏；

另外当检测仪设置在洞顶时，检测仪内空气流通缓慢，导致检测结果具有滞后性。

发明内容

本实用新型为解决矿洞瓦斯监测装置安装不便以及检测不便的问题，提供了一种瓦斯监测装置，设置有外壳、固定机构和旋转机构，通过固定机构使外壳与洞壁固定，便于将外壳连带烟雾传感器取下维护或安装，通过旋转机构可使外壳处于合适角度，利用风机加速外壳内外空气流通从而提高检测精度。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种瓦斯监测装置，包括烟雾传感器和无线网，所述烟雾传感器的外部设置有外壳，所述外壳用于保护烟雾传感器及电气元件，所述外壳为上端敞口且内部中空的圆台结构，外壳的顶端设置有封盖，外壳的底部开设有长条形弧状通风孔，外壳的侧面设置有固定机构，所述固定机构包括喉箍、水平连接杆、竖直连接杆，所述水平连接杆和竖直连接杆之间设置有旋转机构，所述封盖位置设置有风机。

进一步地，所述外壳的上端面直径小于下端面直径，外壳的侧面为曲面，所述封盖为阶梯圆柱形，封盖开设有圆形通孔，封盖的小径端外环面设置有螺纹，封盖与外壳通过螺纹可拆卸连接。

进一步地，所述外壳的侧面开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设置喉箍，所述喉箍的外环面开设有具有螺纹的圆形孔，喉箍内环面与外壳夹紧固定，喉箍外环面连接水平连接杆，所述水平连接杆为圆柱形，水平连接杆靠近喉箍的一侧固定设置有螺栓，水平连接杆与喉箍通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述水平连接杆远离喉箍一段开设有半圆形凹槽，所述半圆形凹槽内设置旋转机构，所述旋转机构包括上部和下部，所述上部为内部中空的圆柱形，上部内腔设置有棘轮，所述棘轮的连接柱穿出上部与水平连接杆的半圆形凹槽固定连接，所述下部为半球形结构，下部与上部为一体化结构，下部的侧面开设有具有螺纹的圆形孔槽。

进一步地，所述竖直连接杆为圆柱状结构，竖直连接杆的上端面固定连接有螺栓，竖直连接杆与所述旋转机构的下部通过螺栓可拆卸连接，竖直连接杆的下部设置有固定杆，所述固定杆为方形柱状结构，固定杆与竖直连接杆为一体化结构。

进一步地，所述烟雾传感器连接有主控单元，所述主控单元包括MCU芯片，主控单元连接有WiFi模块，主控单元通过WiFi模块与无线网通信。

进一步地，所述主控单元连接有驱动电路，所述驱动电路连接有报警灯、蜂鸣器和风机，所述主控单元通过驱动电路控制报警灯、蜂鸣器和风机，所述外壳底面圆心位置开设有圆形通孔，所述报警灯设置于外壳外侧，报警灯包括灯珠和灯罩，所述灯罩为内部中空的半球形结构，灯罩设置于外壳底面圆形通孔位置，灯罩与外壳的底面固定连接。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型设置有外壳，所述外壳用于保护烟雾传感器及电气元件，所述外壳为上端敞口且内部中空的圆台结构，外壳的顶端设置有封盖，外壳的底部开设有长条形弧状通风孔，外壳的侧面设置有固定机构，所述固定机构包括喉箍、水平连接杆、竖直连接杆，所述水平连接杆和竖直连接杆之间设置有旋转机构，所述封盖位置设置有风机；

安装时将竖直连接杆与矿洞通过几字形卡扣固定，通过旋转机构调节水平连接杆与竖直连接杆之间的夹角使喉箍处于合适位置，最后将外壳与喉箍固定，从而烟雾传感器固定，维护时取下外壳将外壳带出矿洞再对内部电气元件进行维护。

2.本实用新型设置有风机，作业时风机转动，将矿洞内的空气从外壳底部的长条形弧状通风孔吸入外壳内部，在外壳内部与烟雾传感器的探头充分接触，再由封盖与风机扇叶的缝隙排出外壳，从而保证外壳内外空气流通，提高了检测精度。

附图说明

图1是本实用新型一种瓦斯监测装置的结构示意图之一。

图2是本实用新型一种瓦斯监测装置的结构示意图之二。

图3是本实用新型一种瓦斯监测装置的结构示意图之三。

图4是本实用新型一种瓦斯监测装置的结构示意图之四。

图5是本实用新型一种瓦斯监测装置的结构示意图之五。

图6是本实用新型一种瓦斯监测装置的系统原理图。

图中标号为：1为外壳，2为封盖，3为喉箍，4为水平连接杆，5为竖直连接杆，6为旋转机构，7为固定杆，8为风机，9为主控单元，10为WiFi模块，11为烟雾传感器，12为报警灯。

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说明：

如图1~6所示，一种瓦斯监测装置，包括烟雾传感器11和无线网，所述烟雾传感器11的外部设置有外壳1，所述外壳1用于保护烟雾传感器11及电气元件，所述外壳1为上端敞口且内部中空的圆台结构，外壳1的顶端设置有封盖2，外壳1的底部开设有长条形弧状通风孔，外壳1的侧面设置有固定机构，所述固定机构包括喉箍3、水平连接杆4、竖直连接杆5，所述水平连接杆4和竖直连接杆5之间设置有旋转机构6，所述封盖2位置设置有风机8。

为了扩充通入外壳1内的气体流量从而扩大烟雾传感器11与外壳1内气体接触面积，所述外壳1的上端面直径小于下端面直径，外壳1的侧面为曲面，所述封盖2为阶梯圆柱形，封盖2开设有圆形通孔，封盖2的小径端外环面设置有螺纹，封盖2与外壳1通过螺纹可拆卸连接。

为便于外壳1固定和拆卸，所述外壳1的侧面开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设置喉箍3，所述喉箍3的外环面开设有具有螺纹的圆形孔，喉箍3内环面与外壳1夹紧固定，喉箍3外环面连接水平连接杆4，所述水平连接杆4为圆柱形，水平连接杆4靠近喉箍3的一侧固定设置有螺栓，水平连接杆4与喉箍3通过螺栓可拆卸连接。

为便于外壳1位置调节，所述水平连接杆4远离喉箍3一段开设有半圆形凹槽，所述半圆形凹槽内设置旋转机构6，所述旋转机构6包括上部和下部，所述上部为内部中空的圆柱形，上部内腔设置有棘轮，所述棘轮的连接柱穿出上部与水平连接杆4的半圆形凹槽固定连接，所述下部为半球形结构，下部与上部为一体化结构，下部的侧面开设有具有螺纹的圆形孔槽。

所述竖直连接杆5为圆柱状结构，竖直连接杆5的上端面固定连接有螺栓，竖直连接杆5与所述旋转机构6的下部通过螺栓可拆卸连接，竖直连接杆5的下部设置有固定杆7，所述固定杆7为方形柱状结构，固定杆7与竖直连接杆5为一体化结构。

在本实施例中，如图5所示，其中旋转机构6与水平连接杆4之间的距离为L1，固定杆7一侧超出竖直连接杆5的距离为L2，为确保水平连接杆4与竖直连接杆5在转动时棘轮能360°转动，所述L1大于L2，棘轮在作业时只能正转不能反转，因此当调节好竖直连接杆5和水平连接杆4的夹角后，水平连接杆4不会因为外壳1的重力发生偏转。

为便于检测参数传输与系统集成，所述烟雾传感器11连接有主控单元9，所述主控单元9包括MCU芯片，主控单元9连接有WiFi模块10，主控单元9通过WiFi模块10与无线网通信。

在本实施例中，所述MCU芯片具体为STM32单片机，所示WiFi模块10为WGM110型可插拔式WiFi模块，STM32单片机与WiFi模块10通过UART串口通信，烟雾传感器11的输出端与STM32单片机的AD引脚连接，在布设时可以在矿洞内不同位置设置多个瓦斯监测装置，便于实时监测以及后期数据分析。

为便于自动化检测以及现场报警提醒，所述主控单元9连接有驱动电路，所述驱动电路连接有报警灯12、蜂鸣器和风机8，所述主控单元9通过驱动电路控制报警灯12、蜂鸣器和风机8，所述外壳1底面圆心位置开设有圆形通孔，所述报警灯12设置于外壳1外侧，报警灯12包括灯珠和灯罩，所述灯罩为内部中空的半球形结构，灯罩设置于外壳1底面圆形通孔位置，灯罩与外壳1的底面固定连接。

在本实施例中，所述驱动电路包括三条光耦驱动电路，三条所述光耦驱动电路分别与报警灯12、蜂鸣器和风机8连接，光耦驱动电路的光耦引脚3连接STM32单片机的IO口，当光耦导通时光耦驱动电路的继电器常开触点闭合使报警灯12、蜂鸣器和风机8分别通电工作。

在进行安装时首先选择安装位置，当选择在洞顶安装时，将固定杆7与底面保持水平，如图1所示，通过几字形卡扣将固定杆7与洞顶壁固定，接着转动水平连接杆4，使水平连接杆4与固定杆7保持垂直状态，最后将喉箍3与外壳1夹紧固定，洞顶安装作业完成，在安装时可根据洞顶凹凸面的具体情况对外壳1的角度进行微调；

在洞壁上安装时，将固定杆7与洞壁保持平行并将固定杆7与洞壁固定，接着按上述步骤调节水平连接杆4并将外壳1与喉箍3固定；

安装时，外壳1上封盖2和风机8所在一侧为上端，上端为排风口，对应的外壳1开设通风孔一侧为下端，下端为进风口。

监测时，上电后主控单元9控制驱动电路导通使风机8通电，风机8处于工作状态时将洞室内空气吸入外壳1并将外壳1内空气排出，外壳1通风孔设置有滤网防止灰尘进入外壳1，外壳1通风孔与封盖2形成风道，在外部空气进入外壳1的同时烟雾传感器11持续对外壳1内部流动空气进行CH4含量检测，烟雾传感器11将检测信号传输至主控单元9，所述主控单元9通过WiFi模块10将检测信号传输至无线网，在上位机一侧的工作人员可实时观看洞内CH4的含量数值；

MCU芯片内部写有程序，当烟雾传感器11的检测值超过MCU芯片写入的阈值时，在洞室内主控单元9使另两条驱动电路导通，报警灯12和蜂鸣器作业，二者结合发出声光报警提醒现场工作人员尽快离开当前场地。

所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种瓦斯监测装置，包括烟雾传感器（11）和无线网，其特征在于，所述烟雾传感器（11）的外部设置有外壳（1），所述外壳（1）用于保护烟雾传感器（11）及电气元件，所述外壳（1）为上端敞口且内部中空的圆台结构，外壳（1）的顶端设置有封盖（2），外壳（1）的底部开设有长条形弧状通风孔，外壳（1）的侧面设置有固定机构，所述固定机构包括喉箍（3）、水平连接杆（4）、竖直连接杆（5），所述水平连接杆（4）和竖直连接杆（5）之间设置有旋转机构（6），所述封盖（2）位置设置有风机（8）。

2.根据权利要求1所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述外壳（1）的上端面直径小于下端面直径，外壳（1）的侧面为曲面，所述封盖（2）为阶梯圆柱形，封盖（2）开设有圆形通孔，封盖（2）的小径端外环面设置有螺纹，封盖（2）与外壳（1）通过螺纹可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述外壳（1）的侧面开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设置喉箍（3），所述喉箍（3）的外环面开设有具有螺纹的圆形孔，喉箍（3）内环面与外壳（1）夹紧固定，喉箍（3）外环面连接水平连接杆（4），所述水平连接杆（4）为圆柱形，水平连接杆（4）靠近喉箍（3）的一侧固定设置有螺栓，水平连接杆（4）与喉箍（3）通过螺栓可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述水平连接杆（4）远离喉箍（3）一段开设有半圆形凹槽，所述半圆形凹槽内设置旋转机构（6），所述旋转机构（6）包括上部和下部，所述上部为内部中空的圆柱形，上部内腔设置有棘轮，所述棘轮的连接柱穿出上部与水平连接杆（4）的半圆形凹槽固定连接，所述下部为半球形结构，下部与上部为一体化结构，下部的侧面开设有具有螺纹的圆形孔槽。

5.根据权利要求4所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述竖直连接杆（5）为圆柱状结构，竖直连接杆（5）的上端面固定连接有螺栓，竖直连接杆（5）与所述旋转机构（6）的下部通过螺栓可拆卸连接，竖直连接杆（5）的下部设置有固定杆（7），所述固定杆（7）为方形柱状结构，固定杆（7）与竖直连接杆（5）为一体化结构。

6.根据权利要求1所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述烟雾传感器（11）连接有主控单元（9），所述主控单元（9）包括MCU芯片，主控单元（9）连接有WiFi模块（10），主控单元（9）通过WiFi模块（10）与无线网通信。

7.根据权利要求6所述的一种瓦斯监测装置，其特征在于，所述主控单元（9）连接有驱动电路，所述驱动电路连接有报警灯（12）、蜂鸣器和风机（8），所述主控单元（9）通过驱动电路控制报警灯（12）、蜂鸣器和风机（8），所述外壳（1）底面圆心位置开设有圆形通孔，所述报警灯（12）设置于外壳（1）外侧，报警灯（12）包括灯珠和灯罩，所述灯罩为内部中空的半球形结构，灯罩设置于外壳（1）底面圆形通孔位置，灯罩与外壳（1）的底面固定连接。

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