RU87495U1 - MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS - Google Patents
MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU87495U1 RU87495U1 RU2009115942/22U RU2009115942U RU87495U1 RU 87495 U1 RU87495 U1 RU 87495U1 RU 2009115942/22 U RU2009115942/22 U RU 2009115942/22U RU 2009115942 U RU2009115942 U RU 2009115942U RU 87495 U1 RU87495 U1 RU 87495U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- controller
- driver
- head lamp
- mine
- battery
- Prior art date
Links
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
1. Светильник шахтный головной с информационно-измерительными функциями безопасности, состоящий из закрепляемого на каске осветительного блока, в герметичном корпусе которого размещены светодиоды основного и вспомогательного освещения с драйверами и контроллером драйверов, гибкого многожильного соединительного кабеля и блока питания, состоящего из крышки и батарейного отсека, в котором размещена аккумуляторная батарея, индивидуальный драйвер заряда с контроллером и устройством защиты от разряда ниже допустимого напряжения, а на одной или двух внешних поверхностях батарейного отсека имеются контактные площадки, соединенные с индивидуальным драйвером заряда аккумуляторной батареи, при этом контроллер драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения соединен с контроллером индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи внутренней цифровой шиной - линией цифровой передачи данных. ! 2. Светильник шахтный головной по п.1, в блоке питания которого размещен информационный дисплей, например жидкокристаллический, и приемник, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн, управляемые ведущим контроллером, с которым соединены по меньшей мере две кнопки управления режимами работы светильника, при этом сам ведущий контроллер соединен с контроллером драйверов светодиодов основного и дополнительного освещения внутренней цифровой шиной, прием сигналов аварийного оповещения или индивидуального вызова на связь с диспетчером сопровождается соответствующим световым сигналом; приемник, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн может о�1. Mine head lamp with information and measuring safety functions, consisting of a lighting unit fixed to a helmet, in a sealed enclosure of which there are LEDs for main and auxiliary lighting with drivers and a driver controller, a flexible multi-core connecting cable and a power supply unit consisting of a cover and a battery compartment , in which the rechargeable battery is located, an individual charge driver with a controller and a protection device against discharge below the permissible voltage, and one two second or outer surfaces of the battery compartment there are contact pads connected with the individual driver of the battery charge, the driver controller main and auxiliary lighting LEDs connected to the controller of the individual driver of the battery charge internal digital bus - a digital data transmission line. ! 2. The mine head lamp according to claim 1, in the power supply unit of which there is an information display, for example, a liquid crystal display, and a receiver operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves, controlled by a master controller, to which at least two buttons for controlling the lamp operation modes are connected, in this case, the master controller itself is connected to the driver controller of the LEDs of the main and additional lighting with an internal digital bus, receiving alarm signals or an individual call communication with the dispatcher is accompanied by an appropriate light signal; a receiver operating at the bottom of the tonal range of electromagnetic waves can
Description
Полезная модель относится к относится к горно-шахтному оборудованию для индивидуального пользования на рудниках и шахтах, в том числе угольных, опасных по газу и пыли, и предназначенному:The utility model relates to relates to mining equipment for individual use in mines and mines, including coal, hazardous in gas and dust, and intended:
- для освещения рабочего места горнорабочего;- to illuminate the miner's workplace;
- оповещения персонала рудника, находящегося в горных выработках об авариях или индивидуальном вызове на связь с диспетчером условными световыми сигналами;- Alert the personnel of the mine located in the mine workings about accidents or an individual call to communicate with the dispatcher with conditional light signals;
- доведение до персонала рудника, находящегося в горных выработках заранее заготовленных сообщений по управлению технологическими процессами, о необходимости определенных действий в аварийной ситуации, о характере опасностей и т.п.;- communication to the personnel of the mine located in the mine workings of pre-prepared messages on the management of technological processes, about the need for certain actions in an emergency, about the nature of the dangers, etc .;
- для информирования горнорабочего о результатах аэрогазового контроля окружающей среды встроенными датчиками, степени заряженности аккумуляторной батареи, текущем времени, идентификационном номере светильника;- to inform the miner about the results of air-gas monitoring of the environment with built-in sensors, the degree of charge of the battery, the current time, the identification number of the lamp;
- идентификации горнорабочего для целей табельного учета, и/или позиционирования;- the identification of the miner for the purpose of personnel records, and / or positioning;
- для поиска шахтера под завалами;- to search for a miner under the rubble;
Может найти применение в других отраслях промышленности, - нефтехимии, взрывоопасных производствах, подземных коммуникациях, тоннелях, метро и т.п.It can find application in other industries, such as petrochemistry, explosive industries, underground utilities, tunnels, subways, etc.
Известен:Famous:
1. Индивидуальный аккумуляторный фонарь (патент РФ на полезную модель №57423 с приоритетом от 2006.05.11), содержащий головной светильник, заключенный в отдельном герметичном корпусе, снабженном приспособлением для его крепления на каске, и в котором размещен источник основного освещения, кассету питания, в корпусе которой размещено зарядное устройство с входным электрическим разъемом, снабженным крышкой, блок аккумуляторных батарей с малогабаритными аккумуляторами, соединенную электрическим кабелем с головным светильником, и выключатель основного освещения, отличающийся тем, что кассета питания снабжена блоком управления режимами освещения и драйвером основного освещения, а головной светильник снабжен светодиодами аварийного освещения, выключателем аварийного освещения и светодиодами индикатора процесса заряда аккумуляторных батарей, при этом выключатель основного освещения размещен в корпусе кассеты питания, первый выход зарядного устройства соединен со входом блока аккумуляторных батарей, а его второй выход соединен со светодиодными индикаторами процесса заряда аккумуляторных батарей, информационный выход блока аккумуляторных батарей соединен с управляющим входом зарядного устройства, а питающий выход блока аккумуляторных батарей через выключатель основного освещения, первый вход блока управления режимами освещения и драйвер основного освещения соединен с источником основного освещения, а также через выключатель аварийного освещения он соединен со светодиодами аварийного освещения и со вторым входом блока управления режимами освещения.1. Individual rechargeable flashlight (RF patent for utility model No. 57423 with priority dated 2006.05.11), comprising a head lamp enclosed in a separate sealed enclosure equipped with a device for attaching it to the helmet, and in which the main light source, power supply cassette, in the housing of which there is a charger with an input electric connector provided with a cover, a battery pack with small batteries, connected by an electric cable to the head lamp, and an OS switch new lighting, characterized in that the power cassette is equipped with a lighting control unit and a main lighting driver, and the head lamp is equipped with emergency lighting LEDs, an emergency lighting switch and LEDs for a battery charge indicator, while the main lighting switch is located in the power cassette housing, the first the output of the charger is connected to the input of the battery pack, and its second output is connected to the LED indicators of the charge process rechargeable batteries, the information output of the rechargeable battery block is connected to the control input of the charger, and the supply output of the rechargeable battery block through the main lighting switch, the first input of the lighting control unit and the main lighting driver are connected to the main light source, and it is connected through the emergency light switch with emergency lighting LEDs and with the second input of the lighting control unit.
2. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что в качестве малогабаритных аккумуляторов используют, не менее двух Li-ионных аккумулятора, включенных параллельно.2. The flashlight according to claim 1, characterized in that at least two Li-ion batteries connected in parallel are used as small-sized batteries.
3. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что блок аккумуляторных батарей снабжен резистивным датчиком температуры и электронной платой защиты с ограничением тока нагрузки и тока короткого замыкания.3. The flashlight according to claim 1, characterized in that the battery pack is equipped with a resistive temperature sensor and an electronic protection board with limited load current and short circuit current.
4. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника основного освещения используется сверхмощный светоизлучающий диод белого цвета излучения "LUXEON".4. The lantern according to claim 1, characterized in that as the source of main lighting, an ultra-high-power light-emitting diode of white color "LUXEON" is used.
5. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что в качестве выключателей основного и аварийного освещения используют герконы.5. The lantern according to claim 1, characterized in that reed switches are used as switches for the main and emergency lighting.
6. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что в качестве выключателей основного и аварийного освещения используют датчики Холла.6. The lantern according to claim 1, characterized in that Hall sensors are used as switches for the main and emergency lighting.
7. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что он снабжен индивидуальным сетевым адаптером, преобразующим переменное сетевое напряжение в постоянное напряжение 12 В, имеющим выходной электрический разъем, согласующийся с входным электрическим разъемом кассеты питания.7. The flashlight according to claim 1, characterized in that it is equipped with an individual network adapter that converts an alternating mains voltage to a direct voltage of 12 V, having an output electrical connector consistent with the input electrical connector of the power cassette.
8. Фонарь по п.1, отличающийся тем, что он снабжен групповым сетевым адаптером, преобразующим переменное сетевое напряжение в постоянное напряжение 12 В, и имеющий ряд выходных электрических разъемов, согласующихся с входными электрическими разъемами кассет питания группы индивидуальных аккумуляторных фонарей.8. The flashlight according to claim 1, characterized in that it is equipped with a group network adapter that converts the alternating mains voltage to a constant voltage of 12 V, and having a number of output electrical connectors consistent with the input electrical connectors of the power cassettes of the group of individual battery lamps.
Известен также:Also known:
Способ передачи сообщений в подземные выработки (патент РФ на изобретение №2221149 с приоритетом от 2002.06.11), включающий формирование на поверхности земли сигнала, передачу сигнала с помощью радиоволн в подземные выработки, прием сигнала на приемное устройство, отличающийся тем, что сигнал на поверхности земли формируют низкочастотным, а в подземных выработках его преобразуют в сверхвысокочастотный и затем передают на приемное устройство.A method of transmitting messages to underground workings (RF patent for invention No. 2221149 with priority from 2002.06.11), including generating a signal on the earth’s surface, transmitting a signal using radio waves to underground workings, receiving a signal to a receiving device, characterized in that the signal is on the surface land is formed by low-frequency, and in underground workings it is converted into microwave and then transmitted to a receiving device.
Известна также:Also known:
1. Система оперативного шахтного оповещения (патент РФ на полезную модель №57829 с приоритетом от 2006.05.31), включающая передающий комплект, состоящий из передатчика узкополосного сигнала, работающего в нижнем диапазоне тональных частот, и передающей антенны электрического или магнитного типа, расположенной на поверхности над шахтным полем или на рабочих горизонтах шахты, и, размещенные в горной выработке по числу точек оповещения, приемные комплекты, каждый из которых состоит из переносного преобразователя сигнала с блоком питания и приемника узкополосного радиосигнала, содержащего приемную антенну, состоящую из многослойной катушки индуктивности с магнитным сердечником, устройство приема и обработки сигнала и выходное устройство, отличающаяся тем, что приемный комплект выполнен на радиоэлементах большой степени интеграции, а размер магнитного сердечника приемной антенны уменьшен за счет увеличения числа витков катушки индуктивности, при этом верхний слой намотки катушки индуктивности приемной антенны подключен к общей точке схемы приемника узкополосного радиосигнала, а нижний слой намотки катушки индуктивности приемной антенны подключен к входу устройства приема и обработки сигнала.1. An operational mine warning system (RF patent for utility model No. 57829 with priority dated 2006.05.31), comprising a transmitting kit consisting of a narrow-band signal transmitter operating in the lower tonal frequency range and a transmitting antenna of electric or magnetic type located on the surface above the mine field or on the working horizons of the mine, and receiving sets located in the mine by the number of warning points, each of which consists of a portable signal converter with a power supply and a receiving unit a narrow-band radio signal containing a receiving antenna, consisting of a multilayer inductor with a magnetic core, a signal receiving and processing device and an output device, characterized in that the receiving set is made on radio elements of a large degree of integration, and the size of the magnetic core of the receiving antenna is reduced by increasing the number the turns of the inductor, while the upper layer of the winding of the inductor of the receiving antenna is connected to a common point in the receiver circuit of the narrowband radio signal la and the bottom layer of the inductor winding receiving antenna connected to the input signal receiving and processing device.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что подключение передающей антенны к передатчику узкополосного сигнала осуществляется через устройство искрозащиты, обеспечивающего выполнение требований взрывозащиты вида "i" ("искробезопасная цепь").2. The system according to claim 1, characterized in that the transmitting antenna is connected to the narrow-band signal transmitter through an intrinsic protection device, which ensures the fulfillment of explosion protection requirements of type "i" ("intrinsically safe circuit").
Известна также:Also known:
Автоматизированная система управления и контроля производственных процессов, окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках (патент РФ на изобретение №2180941 с приоритетом от 2000.02.25), характеризующаяся тем, что она осуществляет контроль и управление технологическими процессами в подземных выработках по каналам проводной и радиосвязи в автоматическом режиме и по запросам, при этом ЭВМ пульта управления системы оснащена программным обеспечением "СМОГ", станции сбора и передачи информации, распределенные по подземной выработке и соединенные с пультом управления информационной магистралью, оснащены приемниками кодированных радиосигналов и датчиками состояния окружающей среды, распределенными по подземной выработке, а горнорабочие оснащены передатчиками кодированных радиосигналов ограниченного радиуса действия, вмонтированными в головные светильники, с возможностью осуществления непрерывного контроля за состоянием окружающей среды и местоположением горнорабочих в подземных выработках и использования этой информации для управления производственными процессами.Automated control system for production processes, the environment and the location of miners in underground workings (RF patent for the invention No. 2180941 with a priority of 2000.02.25), characterized in that it monitors and processes in underground workings through wired and radio communication channels in automatic mode and upon request, while the computer of the control panel of the system is equipped with the SMOG software, information collection and transmission stations distributed across the underground generation and connected to the control panel information highway, equipped with coded radio receivers and environmental sensors distributed over the underground mine, and miners equipped with coded transmitters of limited radius, mounted in the head lamps, with the possibility of continuous monitoring of the environment and the location of miners in underground workings and the use of this information to manage production other processes.
Известен также:Also known:
1. Переносной шахтный светильник индивидуального пользования (патент РФ на полезную модель №57935 с приоритетом от 2005.10.24.), содержащий фару с источником света, соединительный шнур, блок питания с крышкой и приемник с выводами, отличающийся тем, что выводы приемника выполнены из цветного металла.1. Portable mine lamp for individual use (RF patent for utility model No. 57935 with priority from 2005.10.24.), Containing a headlight with a light source, a connecting cord, a power supply with a cover and a receiver with leads, characterized in that the receiver leads are made of non-ferrous metal.
2. Переносной шахтный светильник по п.1, отличающийся тем, что источник света выполнен в виде одного светодиода, или матрицы светодиодов.2. Portable mine lamp according to claim 1, characterized in that the light source is made in the form of a single LED, or a matrix of LEDs.
3. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник расположен под крышкой блока питания.3. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver is located under the cover of the power supply.
4. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник подвешен к крышке.4. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver is suspended from the lid.
5. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемник расположен вне блока питания.5. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver is located outside the power supply.
6. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2 отличающийся тем, что приемник имеет бескорпусное исполнение.6. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver has a package design.
7. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит устройство систем идентификации горнорабочего для целей табельного учета, или/и позиционирования горнорабочих.7. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a device for identification of a miner for personnel records, and / or positioning of miners.
8. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит датчик (сигнализатор) метана.8. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a methane sensor (signaling device).
9. Переносной шахтный светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит устройство обнаружения горнорабочих в завалах.9. Portable mine lamp according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a device for detecting miners in the rubble.
Индивидуальный аккумуляторный фонарь обеспечивает единственную функцию -освещение рабочего места; отсутствуют устройства, обеспечивающие выполнение требований взрывозащиты вида «i» (взрывобезопасная цепь) в цепях заряда аккумуляторной батареи и соединительного шнура, что при его механическом повреждении и в сочетании с крышкой разъема цепи заряда, открывающейся без применения специального инструмента, приводит к несоблюдению действующих нормативных требований в области взрывобезопасности. Принцип управления светильником (функция - провод) вызывает неприемлемое увеличение количества жил в электрическом кабеле и препятствует введению в состав светильника дополнительных устройств, расширяющих его возможности. Светодиодная индикация процесса заряда не позволяет получить информацию о степени разряда аккумуляторных батарей непосредственно в горных выработках.Individual rechargeable flashlight provides a single function - lighting the workplace; there are no devices ensuring compliance with the requirements of explosion protection of type “i” (explosion-proof circuit) in the charge circuits of the battery and the connecting cord, which, if it is mechanically damaged and in combination with the cover of the charge circuit connector, which opens without the use of a special tool, leads to non-compliance with current regulatory requirements in the field of explosion safety. The principle of controlling the lamp (function - wire) causes an unacceptable increase in the number of cores in the electric cable and prevents the introduction of additional devices to the lamp, expanding its capabilities. LED indication of the charging process does not allow to obtain information about the degree of discharge of the batteries directly in the mine workings.
Система оперативного оповещения, - объем передаваемых сообщений ограничивается возможностями условных световых сигналовRapid alert system, - the volume of transmitted messages is limited by the capabilities of conditional light signals
Автоматизированная система управления и контроля производственных процессов, окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках требует сравнительно большого количества станций сбора и передачи информации, распределенных по подземной выработке, и не обеспечивает контроль состава рудничной атмосферы непосредственно в местах нахождения горнорабочих. Ограничения накладываемые на радиус действия передатчика-приемника кодированных радиосигналов сложно реализовать на практике. Это изобретение является прототипом заявляемой полезной модели.An automated control and monitoring system for production processes, the environment and the location of miners in underground workings requires a relatively large number of information collection and transmission stations distributed over the underground workings and does not provide control of the composition of the mine atmosphere directly at the miners' locations. The restrictions imposed on the range of the transmitter-receiver of coded radio signals are difficult to implement in practice. This invention is a prototype of the claimed utility model.
Способу передачи сообщений в подземные выработки присущ крупный недостаток, - низкочастотный сигнал (ниже 50 Гц) имеет чрезвычайно низкую скорость передачи информации, что приводит к неприемлемой продолжительности передачи даже очень коротких сообщений; преобразование сигнала в сверхвысокочастотный не избавляет от этого недостатка и лишь усложняет доведение сообщений до персонала, находящегося в подземных выработках.There is a major drawback inherent in the method of transmitting messages to underground workings: a low-frequency signal (below 50 Hz) has an extremely low information transfer rate, which leads to an unacceptable duration of transmission of even very short messages; converting the signal to microwave does not eliminate this drawback and only complicates the communication of messages to personnel located in underground workings.
Переносной шахтный светильник индивидуального пользования не имеет информационного дисплея, - объем передаваемых сообщений ограничивается возможностями условных световых сигналов, не индицируется степень разряженности аккумуляторной батареи; не решена проблема взаимодействия функциональных частей, не предусмотрено каких-либо сервисных устройств, упрощающих оборот светильников на рудниках и шахтах. Контроль состава атмосферы выработок реализуется только по содержанию метана. Эта полезная модель выбрана вторым прототипом заявляемой полезной модели.A portable mine lamp for individual use does not have an information display, - the volume of transmitted messages is limited by the capabilities of conventional light signals, the degree of discharge of the battery is not indicated; the problem of the interaction of functional parts has not been resolved, no service devices have been provided that simplify the circulation of fixtures in mines and mines. The control of the atmosphere composition of mine workings is realized only by the methane content. This utility model is selected as the second prototype of the claimed utility model.
Технические задачи, решаемые предлагаемой полезной моделью:Technical problems solved by the proposed utility model:
1. Расширение возможностей по обеспечению безопасности, оптимизация взаимодействия функциональных частей светильника и методов обеспечения взрывобезопасности, упрощение конструкции, повышение удобства в эксплуатации при самых различных организационно-технических требованиях, предъявляемых к подобному оборудованию, посредством:1. Expanding the capabilities to ensure safety, optimizing the interaction of the functional parts of the luminaire and methods of ensuring explosion safety, simplifying the design, improving ease of use with a variety of organizational and technical requirements for such equipment, by:
- использования для управления режимами работы светильника ведущего контроллера, соединенного с контроллерами составных частей внутренней цифровой шиной;- use to control the operating modes of the lamp of the leading controller connected to the controllers of the components of the internal digital bus;
- введения информационного дисплея;- introduction of an information display;
- размещения датчиков содержания газов в осветительном блоке, расширения видов контролируемых газов;- placement of gas content sensors in the lighting unit, expansion of the types of monitored gases;
- использования автоматизированного рабочего места, осуществляющего учет светильников, контроль их заряда и оборота, сбор накопленных данных, ведение баз данных, составление отчетов;- use of an automated workstation that records fixtures, controls their charge and turnover, collects accumulated data, maintains databases, compiles reports;
- заливки батарейного отсека герметизирующим компаундом и использования оптимального количества блоков искрозащиты электрических цепей;- filling the battery compartment with a sealing compound and using the optimal number of spark protection blocks of electrical circuits;
- использования сенсорных кнопок управления режимами работы;- use of touch buttons to control operating modes;
- использования внутренней цифровой шины и/или приемопередатчика, работающего на сверхвысокой частоте, для обмена информацией с автоматизированным рабочим местом контроля светильников и для программирования узлов светильника;- use of an internal digital bus and / or ultra-high frequency transceiver to exchange information with an automated workstation for monitoring luminaires and for programming luminaire assemblies;
2. Создание на этой основе автоматизированной системы шахтного оповещения, управления и контроля окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках.2. Creation on this basis of an automated system of mine warning, management and control of the environment and the location of miners in underground workings.
Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
Светильник шахтный головной с информационно-измерительными функциями безопасности, состоит из закрепляемого на каске осветительного блока, в герметичном корпусе которого размещены светодиоды основного и вспомогательного освещения с драйверами и контроллером драйверов, гибкого многожильного соединительного кабеля и блока питания, состоящего из крышки и батарейного отсека, в котором размещена аккумуляторная батарея, индивидуальный драйвер заряда с контроллером и устройством защиты от разряда ниже допустимого напряжения, а на одной или двух внешних поверхностях батарейного отсека имеются контактные площадки, соединенные с индивидуальным драйвером заряда аккумуляторной батареи, при этом контроллер драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения соединен с контроллером индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи внутренней цифровой шиной - линией цифровой передачи данных.The mine head lamp with information and measuring safety functions consists of a lighting unit fixed to a helmet, in a sealed enclosure of which there are LEDs for main and auxiliary lighting with drivers and a driver controller, a flexible multi-core connecting cable and a power supply unit consisting of a cover and a battery compartment, in which contains the battery, an individual charge driver with a controller and a device for protection against discharge below the permissible voltage, and on one Whether the two outer surfaces of the battery compartment there are contact pads connected with the individual driver of the battery charge, the driver controller main and auxiliary lighting LEDs connected to the controller of the individual battery charge internal digital bus driver - a digital data transmission line.
В блоке питания светильника может быть размещен информационный дисплей, например жидкокристаллический, и приемник, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн, управляемые ведущим контроллером, с которым соединены по меньшей мере две кнопки управления режимами работы светильника, при этом сам ведущий контроллер соединен с контроллером драйверов светодиодов основного и дополнительного освещения внутренней цифровой шиной, прием сигналов аварийного оповещения или индивидуального вызова на связь с диспетчером сопровождается соответствующим световым сигналом; приемник, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн может обеспечивать также прием сообщений произвольного содержания с отображением их на информационном дисплее.An information display, for example, a liquid crystal display, and a receiver operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves, controlled by a master controller, to which at least two buttons for controlling the lamp operating modes are connected, can be placed in the lamp power supply unit, while the master controller itself is connected to the controller LED drivers for the main and additional lighting with an internal digital bus, receiving alarms or an individual call to communicate with the dispatcher accompanied by an appropriate light signal; a receiver operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves can also receive messages of arbitrary content with their display on the information display.
Батарейный отсек светильника может содержать первый, второй и третий блоки искрозащиты, а контактные площадки, размещенные на одной или двух внешних поверхностях батарейного отсека, соединяются с индивидуальным драйвером заряда аккумуляторной батареи через первый блок искрозащиты, контроллер индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи соединяется с контроллером драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения внутренней цифровой шиной через второй блок искрозащиты, а питание светодиодов основного и вспомогательного освещения с драйверами, контроллера драйверов, информационного дисплея, приемника, работающего в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн, ведущего контроллера осуществляется от аккумуляторной батареи через третий блок искрозащиты.The battery compartment of the lamp may contain the first, second and third spark protection units, and the contact pads located on one or two external surfaces of the battery compartment are connected to the individual battery charge driver through the first spark protection unit, the controller of the individual battery charge driver is connected to the LED driver controller the main and auxiliary lighting with an internal digital bus through the second spark protection unit, and the power supply of the LEDs of the main and auxiliary atelnogo lighting driver, driver controller, display information, the receiver operating at the bottom of the tonal range of electromagnetic waves, the master controller from a battery through a third iskrozashchity unit.
Блоки искрозащиты или батарейный отсек в целом могут быть залиты герметизирующим компаундом.The spark protection blocks or the battery compartment as a whole can be filled with a sealing compound.
В корпусе осветительного блока может быть размещена кнопка управления режимами работы светильника, соединенная с контроллером драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения.In the housing of the lighting unit, a button for controlling the lamp operation modes can be placed, connected to the driver controller of the LEDs for the main and auxiliary lighting.
Ведущий контроллер может иметь флэш память, содержащую достаточно большое количество заранее записанных сообщений, каждое из которых при приеме соответствующей команды приемником высвечивается на информационном дисплее и может сопровождаться условным световым сигналом.The master controller may have flash memory containing a sufficiently large number of pre-recorded messages, each of which, upon receipt of the corresponding command by the receiver, is displayed on the information display and may be accompanied by a conditional light signal.
Ведущий контроллер может иметь встроенные часы реального времени.The master controller may have a built-in real-time clock.
Информационный дисплей может иметь устройство подсветки, например светодиодное, дублирующее светодиод вспомогательного освещения.The information display may have a backlight device, for example LED, duplicating LED auxiliary lighting.
В блоке питания может быть размещен приемопередатчик, управляемый ведущим контроллером и работающий на сверхвысокой частоте, который используется для системы позиционирования персонала в горных выработках и/или табельного учета и может использоваться для обмена информацией с автоматизированным рабочим местом контроля светильников и для программирования узлов светильника.The power supply unit can contain a transceiver controlled by a leading controller and operating at an ultrahigh frequency, which is used for positioning personnel in mine workings and / or personnel records and can be used to exchange information with an automated workstation for monitoring luminaires and for programming luminaire assemblies.
В осветительном блоке может быть дополнительно размещен блок газоанализаторов содержания, например, метана и/или оксида углерода и/или кислорода со своим контроллером, соединенным с ведущим контроллером внутренней цифровой шиной, при этом оповещение о превышении заранее установленных пороговых значений концентрации по компонентам воздушной смеси осуществляется условным световым и/или звуковым сигналом.In the lighting block, a block of gas analyzers for the content of, for example, methane and / or carbon monoxide and / or oxygen with its controller connected to the master controller via an internal digital bus can be additionally placed, while notification of exceeding predefined threshold concentration values for the air mixture components is carried out conditional light and / or sound signal.
В блоке питания может быть дополнительно размещен маломощный передатчик, питающийся непосредственно от аккумуляторной батареи, работающий в тональном диапазоне электромагнитных волн и предназначенный для поиска шахтера под завалами методом пеленгации сигнала этого передатчика.A low-power transmitter, powered directly from the battery, operating in the tonal range of electromagnetic waves and designed to search for a miner under the rubble by the direction finding signal of this transmitter, can be additionally placed in the power supply unit.
На одной из внешних сторон блока питания может размещаться дополнительная контактная площадка, соединенная с контроллером драйверов основного и вспомогательного освещения внутренней цифровой шиной.On one of the external sides of the power supply, an additional contact pad can be placed connected to the driver controller of the main and auxiliary lighting with an internal digital bus.
Батарейный отсек может быть электрически соединен с верхней частью (крышкой) блока питания с помощью разъема с самозачищающимися контактами, сочленяющегося при сборке батарейного отсека и крышки.The battery compartment can be electrically connected to the upper part (cover) of the power supply using a connector with self-cleaning contacts, articulated during the assembly of the battery compartment and cover.
Светильник может снабжаться автоматизированным рабочим местом, осуществляющим контроль заряда и оборота светильника, сбор накопленных светильником данных, ведение баз данных, составление отчетов, при этом связь между ними обеспечивается через внутреннюю цифровую шину или по радиоканалу, обеспечиваемому приемопередатчиком, работающим на сверхвысокой частоте.The luminaire can be equipped with an automated workstation that monitors the charge and turnover of the luminaire, collects the data accumulated by the luminaire, maintains databases, compiles reports, while communication between them is provided through an internal digital bus or via a radio channel provided by an ultra-high frequency transceiver.
В осветительный блок может быть встроен звуковой сигнализатор (динамик и/или виброзвонок) приема сигналов аварийного оповещения или индивидуального вызова на связь с диспетчером или о превышении заранее установленных пороговых значений концентрации по компонентам воздушной смеси.An audio signaling device (speaker and / or vibrating alert) can be integrated into the lighting unit for receiving emergency signals or an individual call to communicate with the dispatcher or about exceeding predetermined concentration thresholds for the air mixture components.
Кнопки управления режимами работы светильника могут быть выполнены сенсорными а разъемное соединение батарейного отсека и крышки - герметичным.The buttons for controlling the lamp operating modes can be made touch-sensitive and the detachable connection of the battery compartment and the cover can be sealed.
Автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках, состоящая из пульта управления с ЭВМ, соединенного информационной магистралью с передатчиком узкополосного сигнала, работающим в нижнем диапазоне тональных частот, и из устройств сбора и передачи информации, распределенных по подземной выработке, также соединенных между собой и с пультом управления с ЭВМ информационной магистралью; устройства сбора и передачи информации оснащены приемниками радиосигналов сверхвысокой частоты, а горнорабочие - описанными выше светильниками, характеризующаяся тем, что она осуществляет управление и контроль в подземных выработках по каналам проводной и радиосвязи в автоматическом режиме и по запросам для использования этой информации в целях управления производственными процессами.An automated system of mine warning, control and monitoring of the environment and the location of miners in underground workings, consisting of a control panel with a computer connected by an information highway to a narrow-band signal transmitter operating in the lower tonal frequency range and from information collection and transmission devices distributed over the underground development, also interconnected and with the control panel with a computer information highway; information collection and transmission devices are equipped with microwave receivers, and miners are equipped with the luminaires described above, characterized in that it manages and controls underground workings through wire and radio channels in automatic mode and upon request to use this information to control production processes .
Автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля, приемники устройств сбора и передачи информации которой могут быть оснащены несколькими антеннами для идентификации радиосигналов по направлению.An automated mine warning, control and monitoring system, the receivers of which collect and transmit information can be equipped with several antennas to identify radio signals in the direction.
Предлагаемый светильник шахтный головной с измерительно-информационными функциями безопасности и автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля на его основе, а также частные случаи их исполнений обеспечивают оптимальный выбор для конкретных применений и могут работать совместно, например, с информационными системами аэрогазового контроля типа «Микон-1P», системами передачи команд типа СУБР-1П, системами позиционирования шахтера в горных выработках СПГТ-41, с системами поиска шахтера под завалами методом пеленгации сигнала встроенного маломощного передатчика, работающего в звуковом диапазоне волн и т.п.The proposed mine head lamp with measuring and information safety functions and an automated system for mine warning, control and monitoring based on it, as well as special cases of their execution provide the optimal choice for specific applications and can work in conjunction, for example, with Mikon air-gas control information systems -1P ”, command transmission systems of the type SUBR-1P, positioning systems for the miner in the mine workings SPGT-41, with search systems for the miner under the rubble using the bearing method signal of the built-in low-power transmitter operating in the sound wave range, etc.
На фиг.1 изображена функциональная схема светильника шахтного головного с измерительно-информационными функциями безопасности в его наиболее полной комплектации а на фиг.2 - функциональная схема автоматизированной системы управления и контроля окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках.Figure 1 shows a functional diagram of a mine head lamp with measuring and information security functions in its most complete configuration and figure 2 is a functional diagram of an automated control system for monitoring the environment and the location of miners in underground workings.
Светильник шахтный головной с информационно-измерительными функциями безопасности, состоит из закрепляемого на каске осветительного блока 1, в герметичном корпусе которого размещены светодиоды основного 2 и вспомогательного 3 освещения с драйверами 4 и 5 соответственно и контроллером 6 драйверов, гибкого многожильного соединительного кабеля 7 и блока питания 8, состоящего из крышки 9 и батарейного отсека 10, в котором размещена аккумуляторная батарея 11, индивидуальный драйвер 12 заряда с контроллером 13 и устройством 14 защиты от разряда ниже допустимого напряжения, а на одной или двух внешних поверхностях батарейного отсека 10 имеются контактные площадки 15, соединенные с индивидуальным драйвером 12 заряда аккумуляторной батареи, при этом контроллер драйверов 6 светодиодов основного и вспомогательного освещения соединен с контроллером 13 индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи внутренней цифровой шиной 16 - линией цифровой передачи данных.The mine head lamp with information and measuring safety functions consists of a lighting unit 1 fixed to the helmet, in the sealed enclosure of which there are LEDs for the main 2 and auxiliary 3 lighting with drivers 4 and 5, respectively, and a driver controller 6, a flexible multi-core connecting cable 7 and a power supply 8, consisting of a cover 9 and a battery compartment 10 in which the battery 11 is located, an individual charge driver 12 with a controller 13 and a discharge protection device 14 below permissible voltage, and on one or two external surfaces of the battery compartment 10 there are contact pads 15 connected to the individual battery charge driver 12, while the driver controller 6 of the primary and auxiliary lighting LEDs is connected to the controller 13 of the individual battery charge driver by an internal digital bus 16 - a line of digital data transmission.
В блоке питания 8 светильника может быть размещен информационный дисплей 17, например жидкокристаллический, и приемник 18, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн, управляемые ведущим контроллером 19, с которым соединены по меньшей мере две кнопки 20 управления режимами работы светильника, при этом сам ведущий контроллер 19 соединен с контроллером драйверов 6 светодиодов основного и дополнительного освещения внутренней цифровой шиной 16, прием сигналов аварийного оповещения или индивидуального вызова на связь с диспетчером сопровождается соответствующим световым сигналом; приемник 18, работающий в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн может обеспечивать также прием сообщений произвольного содержания с отображением их на информационном дисплее 17.An information display 17, for example, a liquid crystal display, and a receiver 18 operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves, controlled by a master controller 19, to which at least two buttons 20 for controlling the lamp operating modes are connected, can be placed in the power supply unit 8 of the lamp, for example, the master controller 19 is connected to the driver controller 6 LEDs of the primary and secondary lighting with an internal digital bus 16, receiving alarm signals or an individual call to communicate with the dispatcher is accompanied by an appropriate light signal; the receiver 18, operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves can also receive messages of arbitrary content with their display on the information display 17.
Батарейный отсек 10 светильника может содержать первый 21, второй 22 и третий 23 блоки искрозащиты, а контактные площадки 15, размещенные на одной или двух внешних поверхностях батарейного отсека 10, соединяются с индивидуальным драйвером 12 заряда аккумуляторной батареи через первый 21 блок искрозащиты, контроллер 13 индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи соединяется с контроллером драйверов 6 светодиодов основного и вспомогательного освещения внутренней цифровой шиной 16 через второй 22 блок искрозащиты, а питание светодиодов основного 2 и вспомогательного 3 освещения с драйверами 4 и 5 соответственно, контроллера 6 драйверов, информационного дисплея 17, приемника 18, работающего в нижней части тонального диапазона электромагнитных волн, ведущего контроллера 19 осуществляется от аккумуляторной батареи 11 через третий 23 блок искрозащиты.The battery compartment 10 of the luminaire may contain the first 21, second 22, and third 23 spark protection units, and the contact pads 15 located on one or two external surfaces of the battery compartment 10 are connected to the individual driver 12 for charging the battery through the first 21 spark protection unit, an individual controller 13 the battery charge driver is connected to the driver controller 6 LEDs of the main and auxiliary lighting with an internal digital bus 16 through the second 22 spark protection unit, and the power of the LEDs main 2 and auxiliary 3 lighting with drivers 4 and 5, respectively, controller 6 drivers, information display 17, receiver 18 operating in the lower part of the tonal range of electromagnetic waves, the leading controller 19 is supplied from the battery 11 through the third spark protection unit 23.
Блоки искрозащиты 21, 22, 23 или батарейный отсек 10 в целом могут быть залиты герметизирующим компаундом 24.The spark protection blocks 21, 22, 23 or the battery compartment 10 as a whole can be filled with a sealing compound 24.
В корпусе осветительного блока 1 может быть размещена кнопка управления 25 режимами работы светильника, соединенная с контроллером 6 драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения.In the housing of the lighting unit 1, a control button for 25 operating modes of the lamp connected to the controller 6 of the LED drivers of the main and auxiliary lighting can be placed.
Ведущий контроллер 19 может иметь флэш память 26, содержащую достаточно большое количество заранее записанных сообщений, каждое из которых при приеме соответствующей команды приемником 18 высвечивается на информационном дисплее 17 и может сопровождаться условным световым сигналом.The master controller 19 may have a flash memory 26 containing a sufficiently large number of pre-recorded messages, each of which, upon receipt of a corresponding command by the receiver 18, is displayed on the information display 17 and may be accompanied by a conditional light signal.
Ведущий контроллер 19 может иметь встроенные часы 27 реального времени.The master controller 19 may have a built-in real-time clock 27.
Информационный дисплей 17 может иметь устройство подсветки 28, например светодиодное, дублирующее светодиод 3 вспомогательного освещения.The information display 17 may have a backlight device 28, for example LED, duplicating LED 3 auxiliary lighting.
В блоке питания 8 может быть размещен приемопередатчик 29, управляемый ведущим контроллером 19 и работающий на сверхвысокой частоте, который используется для системы позиционирования персонала в горных выработках и/или табельного учета и может использоваться для обмена информацией с автоматизированным рабочим местом 30 контроля светильников и для программирования узлов светильника.In the power supply unit 8, a transceiver 29 can be placed, controlled by a master controller 19 and operating at an ultrahigh frequency, which is used for personnel positioning systems in mine workings and / or personnel records and can be used to exchange information with an automated workstation 30 for monitoring luminaires and for programming nodes of the lamp.
В осветительном блоке 1 может быть дополнительно размещен блок газоанализаторов 31 содержания, например, метана и/или оксида углерода и/или кислорода со своим контроллером 32, соединенным с ведущим контроллером 19 внутренней цифровой шиной 16, при этом оповещение о превышении заранее установленных пороговых значений концентрации по компонентам воздушной смеси осуществляется условным световым и/или звуковым сигналом.In the lighting unit 1, a block of gas analyzers 31 for, for example, methane and / or carbon monoxide and / or oxygen can be additionally placed with their controller 32 connected to the master controller 19 by an internal digital bus 16, with a notification of exceeding predetermined concentration thresholds on the components of the air mixture is a conditional light and / or sound signal.
В блоке питания 8 может быть дополнительно размещен маломощный передатчик 33, питающийся непосредственно от аккумуляторной батареи 11, работающий в тональном диапазоне электромагнитных волн и предназначенный для поиска шахтера под завалами методом пеленгации сигнала этого передатчика.In the power supply unit 8, a low-power transmitter 33 can be additionally located, powered directly from the battery 11, operating in the tonal range of electromagnetic waves and designed to search for a miner under the rubble by the direction finding signal of this transmitter.
На одной из внешних сторон блока питания 8 может размещаться дополнительная контактная площадка 34, соединенная с контроллером 6 драйверов основного и вспомогательного освещения внутренней цифровой шиной 16.On one of the external sides of the power supply unit 8, an additional contact pad 34 can be placed connected to the controller 6 of the drivers of the main and auxiliary lighting with an internal digital bus 16.
Батарейный отсек 10 может быть электрически соединен с крышкой 9 блока питания с помощью разъема 35 с самозачищающимися контактами, сочленяющегося при сборке батарейного отсека 10 и крышки 9.The battery compartment 10 can be electrically connected to the cover 9 of the power supply using a connector 35 with self-cleaning contacts, articulated during the assembly of the battery compartment 10 and the cover 9.
Светильник может снабжаться автоматизированным рабочим местом 30, осуществляющим контроль заряда и оборота светильника, сбор накопленных светильником данных, ведение баз данных, составление отчетов, при этом связь между ними обеспечивается через внутреннюю цифровую шину или по радиоканалу, обеспечиваемому приемопередатчиком 29, работающим на сверхвысокой частоте.The luminaire can be equipped with an automated workstation 30 that monitors the charge and turnover of the luminaire, collects the data accumulated by the luminaire, maintains databases, compiles reports, while communication between them is provided through an internal digital bus or via a radio channel provided by the transceiver 29 operating at an ultrahigh frequency.
В осветительный блок 1 может быть встроен звуковой сигнализатор 36 (динамик и/или виброзвонок) приема сигналов аварийного оповещения или индивидуального вызова на связь с диспетчером или о превышении заранее установленных пороговых значений концентрации по компонентам воздушной смеси.An audio warning device 36 (speaker and / or vibration alert) for receiving emergency signals or an individual call to communicate with a dispatcher or about exceeding predetermined concentration thresholds for air mixture components can be integrated into the lighting unit 1.
Кнопки 20 и 25 управления режимами работы светильника могут быть выполнены сенсорными, а разъемное соединение батарейного отсека 10 и крышки 9 - герметичным.The buttons 20 and 25 for controlling the operating modes of the lamp can be made touch-sensitive, and the detachable connection of the battery compartment 10 and the cover 9 is hermetic.
Автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках, состоит из пульта управления 37 с ЭВМ, соединенного информационной магистралью 38 с передатчиком 39 узкополосного сигнала, работающим в нижнем диапазоне тональных частот, и из устройств 40 сбора и передачи информации, распределенных по подземной выработке, также соединенных между собой и с пультом 37 управления с ЭВМ информационной магистралью 38; устройства сбора и передачи информации 40 оснащены приемниками 41 радиосигналов сверхвысокой частоты, а горнорабочие - описанными выше светильниками 42, характеризующаяся тем, что она осуществляет управление и контроль в подземных выработках по каналам проводной и радиосвязи в автоматическом режиме и по запросам для использования этой информации в целях управления производственными процессами.An automated system for mine warning, control and monitoring of the environment and the location of miners in underground workings consists of a control panel 37 with a computer connected by an information line 38 to a narrowband signal transmitter 39 operating in the lower tonal frequency range, and from information collection and transmission devices 40 distributed over the underground mine, also interconnected and with the remote control 37 with a computer information highway 38; information collection and transmission devices 40 are equipped with receivers 41 of microwave signals, and miners have luminaires 42 described above, characterized in that it controls and monitors underground workings through wired and radio channels in automatic mode and upon request to use this information for process management.
Автоматизированная система шахтного оповещения, управления и контроля может иметь приемники 41 устройств 40 сбора и передачи информации, оснащенные несколькими антеннами 43 для идентификации радиосигналов по направлению.An automated mine warning, control and monitoring system may have receivers 41 of information collection and transmission devices 40 equipped with several antennas 43 for identifying radio signals in a direction.
Основным элементом, определяющим весогабаритные характеристики светильника, является аккумуляторная батарея 11. Она состоит из двух литий-ионнополимерных элементов типа LP805580 фирмы General Electronics Battery Co Ltd, соединенных параллельно, общей емкостью 8,2 Ач; и, при токе потребления светодиода 2 основного освещения типа «LUXEON» ProLight PG1A-1MWX-DL фирмы Philips Lumileds Lighting Company около 350 мА, обеспечивает требуемую продолжительность непрерывной работы с большим запасом. Вес двух элементов составляет при этом около 150 г, а всего блока питания, - менее 400 г.Индивидуальный драйвер 12 заряда, выполненный на микросхеме bq27010 TI фирмы Texas Instruments, с контроллером 13 (микросхема ATMega88 корпорации Atmel) до предела снижают требования к источнику питания для зарядки и позволяют обеспечить надежную эксплуатацию всех функциональных блоков и узлов светильника с минимальными затратами на обслуживание; значительная часть этих работ может выполнятся самим горнорабочим в порядке самообслуживания. В сочетании с автоматизированным рабочим местом 30 учета светильников, обеспечивающим контроль заряда и оборота светильника, сбор накопленных светильником данных, ведение баз данных, составление отчетов это обеспечивает максимальное удобство в эксплуатации.The main element that determines the weight and size characteristics of the luminaire is the rechargeable battery 11. It consists of two lithium-ion polymer cells of the type LP805580 from General Electronics Battery Co Ltd connected in parallel with a total capacity of 8.2 Ah; and, with a current consumption of LED 2 of the main lighting of the “LUXEON” type, the ProLight PG1A-1MWX-DL from Philips Lumileds Lighting Company is about 350 mA, provides the required duration of continuous operation with a large margin. At the same time, the weight of two elements is about 150 g, and the total power supply unit is less than 400 g. An individual driver of 12 charges made on the Texas Instruments bq27010 TI chip with controller 13 (Atmel's ATMega88 chip) reduces power supply requirements to the limit for charging and allow to ensure reliable operation of all functional blocks and units of the lamp with minimal maintenance costs; a significant part of these works can be performed by the miner in self-service. In combination with an automated workstation 30 for recording luminaires, which provides control of the charge and turnover of the luminaire, collection of data accumulated by the luminaire, maintaining databases, and reporting, this ensures maximum ease of use.
Использование внутренней цифровой шины 16 - линии цифровой передачи данных, с помощью которой могут обмениваться информацией электронные функциональные узлы светильника, предусматривает наличие одного ведущего и нескольких ведомых устройств. Ведущее устройство - электронное устройство, управляющее обменом информацией по внутренней цифровой шине 16 светильника. Ведущее устройство посылает запросы (команды) ведомым устройствам и получает от них отклики. Ведущим устройством является ведущий контроллер 19, при отсутствии его в комплекте светильника ведущим устройством будет контроллер 6 драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения. Ведомое устройство - электронное устройство, отвечающее на запросы (команды) ведущего устройства, получаемые по внутренней цифровой шине 16 светильника. Ведомыми устройствами (при наличии в комплекте светильника ведущего контроллера 19) являются контроллер 6 драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения, контроллер блока газоанализаторов 32, контроллер 13 индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи; при отсутствии в комплекте светильника ведущего контроллера 19 ведомым устройством является контроллер 13 индивидуального драйвера заряда аккумуляторной батареи.The use of an internal digital bus 16, a digital data transmission line with which electronic functional units of the luminaire can exchange information, provides for the presence of one master and several slave devices. The master device is an electronic device that controls the exchange of information on the internal digital bus 16 of the lamp. The master sends requests (commands) to the slaves and receives responses from them. The master device is the master controller 19, in the absence of it in the lamp kit, the master device will be the controller 6 of the LED drivers for the main and auxiliary lighting. Slave device - an electronic device that responds to requests (commands) of the master device received via the internal digital bus 16 of the lamp. Slave devices (if the master controller 19 is included in the lamp kit) are the controller 6 of the LED drivers for the main and auxiliary lighting, the gas analyzer unit controller 32, the controller 13 of the individual battery charge driver; if there is no master controller 19 in the lamp kit, the slave device is the controller 13 of the individual battery charge driver.
Контроллер блока газоанализаторов выполнен на микросхеме MSP430F147 фирмы Texas Instruments контроллер драйверов основного и вспомогательного освещения - на микросхеме ATMega88 корпорации Atmel.The gas analyzer unit controller is based on the Texas Instruments MSP430F147 chip; the main and auxiliary lighting driver controller is based on the Atmel corporation ATMega88 chip.
Ведущий контроллер 19, реализованный на микросхеме MSP430F149 Т1 фирмы Texas Instruments, выполняет следующие функции:The host controller 19, implemented on the chip MSP430F149 T1 by Texas Instruments, performs the following functions:
- управляет процессом отображения информации на информационном дисплее 17 с устройством подсветки, например светодиодным, 28;- controls the process of displaying information on the information display 17 with a backlight device, such as LED, 28;
- управляет приемопередатчиком 29, работающим на сверхвысокой частоте;- controls the transceiver 29 operating at an ultrahigh frequency;
- работает с флешь памятью 26 и встроенными часами реального времени 27;- works with flash memory 26 and built-in real-time clock 27;
- реализует оптимальный прием сигналов совместно с приемником 18, работающим в нижней части звукового диапазона электромагнитных волн;- implements optimal signal reception in conjunction with a receiver 18 operating in the lower part of the sound range of electromagnetic waves;
- выполняет сервисные функции;- performs service functions;
- обрабатывает состояние кнопок 20 управления режимами работы светильника;- processes the state of the buttons 20 control modes of operation of the lamp;
- управляет световой и звуковой сигнализацией;- manages light and sound alarms;
Обработку состояния кнопки 25 управления режимами работы светильника, расположенной на осветительном блоке 1, осуществляет контроллер 6 драйверов светодиодов основного и вспомогательного освещения. Для управления светильником и его элементами используются разные сочетания нажатий кнопок, которые отличаются количеством и продолжительностью. Каждой команде управления светильником и его элементами ставится в соответствие уникальная совокупность манипуляций с кнопкой, - маска. Информация о соответствии выполненных манипуляций с кнопкой заданной маске передается ведущему устройству для генерации команд управления светильником и его элементами.The processing of the state of the button 25 for controlling the operation modes of the lamp located on the lighting unit 1 is carried out by the controller 6 of the LED drivers for the main and auxiliary lighting. To control the lamp and its elements, different combinations of button presses are used, which differ in number and duration. Each command to control the lamp and its elements is associated with a unique set of manipulations with the button, a mask. Information on the correspondence of the performed manipulations with the button to the given mask is transmitted to the master device for generating control commands for the lamp and its elements.
Световая сигнализация - изменение яркости свечения светодиодов 2, 3 основного и вспомогательного освещения, которое характеризуется количеством изменений и временными параметрами, звуковая сигнализация - включение/выключение звукового сигнализатора с заданными характеристиками, осуществляемые по команде ведущего устройства.Light signaling - a change in the brightness of the LEDs 2, 3 of the main and auxiliary lighting, which is characterized by the number of changes and time parameters, sound signaling - switching on / off the sound signaling device with specified characteristics, carried out by the command of the master device.
Драйвер 4 светодиода основного освещения - микросхема NCP 5030 фирмы ON Semiconductor.Driver 4 of the main lighting LED - ON Semiconductor chip NCP 5030.
Приемопередатчик 29, работающий на сверхвысокой частоте, выполнен на микросхеме nRF24L01 фирмы Nordic Semiconductor по типовой схеме включения.The transceiver 29 operating at an ultra-high frequency is made on the nRF24L01 microcircuit from Nordic Semiconductor according to a typical switching circuit.
Приемник 18, работающий в нижней части звукового диапазона электромагнитных волн, как, например приемник по патенту РФ на полезную модель №57935 с приоритетом от 2005.10.24, может быть реализован с использованием аналоговых методов обработки сигнала на элементной базе сравнительно высокой степени интеграции. Возможно его построение на основе цифровых методов с использованием ведущего контроллера 19; при этом габариты приемника существенно сокращаются. Несмотря на то, что передача ведется в нижней части звукового диапазона электромагнитных волн (частота около 1000 Гц) скорость передачи информации уже позволяет за приемлемый промежуток времени принять сообщение произвольного содержания.The receiver 18, operating in the lower part of the sound range of electromagnetic waves, such as, for example, the receiver according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 57935 with a priority of 2005.10.24, can be implemented using analog signal processing methods on an element base of a relatively high degree of integration. Perhaps its construction on the basis of digital methods using the leading controller 19; while the dimensions of the receiver are significantly reduced. Despite the fact that the transmission is carried out in the lower part of the sound range of electromagnetic waves (frequency of about 1000 Hz), the information transfer speed already allows for an acceptable period of time to receive a message of arbitrary content.
Реализация маломощного передатчика 33, работающего в тональном диапазоне электромагнитных волн, устройства защиты 14 от разряда ниже допустимого напряжения, блоков искрозащиты 21, 22, 23 вплоть до уровня ia при современной элементной базе возможна в нескольких альтернативных вариантах.The implementation of a low-power transmitter 33 operating in the tonal range of electromagnetic waves, a protection device 14 from a discharge below the permissible voltage, spark protection units 21, 22, 23 up to the level ia with a modern element base is possible in several alternative versions.
Заливка батарейного отсека 10 герметизирующим компаундом 24 и использование блоков искрозащиты 21, 22, 23 электрических цепей соответственно заряда аккумуляторной батареи, питания функциональных узлов светильника, внутренней цифровой шины в сочетании с герметичными осветительным блоком 1 и блоком питания 8 с сенсорными кнопками управления 20 и 25, не нарушающими их герметичности, позволяет выполнить требование взрывозащищенности светильника для самых тяжелых условий эксплуатации; количество жил в гибком многожильном соединительном кабеле 7 при этом не превысит трех.Filling the battery compartment 10 with a sealing compound 24 and using spark protection units 21, 22, 23 of electric circuits, respectively, of the battery charge, power of the lamp functional units, internal digital bus in combination with sealed lighting unit 1 and power supply 8 with touch control buttons 20 and 25, not violating their tightness, allows you to fulfill the requirement of explosion-proof lamp for the most difficult operating conditions; the number of cores in a flexible multicore connecting cable 7 does not exceed three.
Реализация функциональных узлов светильника на элементной базе ведущих мировых фирм в соответствии с рекомендованными ими типовыми схемами включения обеспечивает гарантированную надежную работу последних.The implementation of the functional units of the lamp on the element base of leading world companies in accordance with the standard switching schemes recommended by them ensures guaranteed reliable operation of the latter.
Работает предлагаемый светильник следующим образом. Предварительно осуществляют зарядку аккумуляторной батареи 11. Для этого блок питания 8 при помощи контактных площадок 15 и 34 подключают к адаптеру зарядного устройства, который, в свою очередь, соединен с автоматизированным рабочим местом 30 контроля светильников цифровой шиной (на Фиг.1 эти соединения не показаны). Заряд аккумуляторов автоматически идет при отключенном основном и вспомогательном освещении. При подаче напряжения питания от зарядного устройства на индивидуальный драйвер 12 заряда аккумуляторной батареи он анализирует состояние аккумуляторной батареи 11. При ее глубоком разряде (напряжение ниже 3,0 В) индивидуальный драйвер 12 заряда запускает внутренний таймер предварительного заряда и осуществляет предварительный заряд небольшим током до напряжения 3,0 В. Если за заданное время работы таймера напряжение 3,0 В не достигается индивидуальный драйвер 12 заряда вырабатывает сигнал неисправности аккумуляторной батареи 11 и прекращает заряд. При успешном выполнении предварительного заряда индивидуальный драйвер 12 начинает заряд аккумуляторной батареи 11 по стандартной процедуре. Заряд аккумуляторной батареи 11 начинается сразу, если при подаче питания напряжение ее оказалось выше 3,0 В.The proposed lamp operates as follows. The battery 11 is preliminarily charged. For this, the power supply unit 8 is connected to the charger adapter using the contact pads 15 and 34, which, in turn, is connected to the automated workstation 30 for controlling the fixtures with a digital bus (in Fig. 1 these connections are not shown ) The batteries automatically charge when the main and auxiliary lighting are off. When the supply voltage from the charger to the individual driver 12 charge the battery, he analyzes the state of the battery 11. When it is deeply discharged (voltage below 3.0 V), the individual driver 12 charge starts the internal pre-charge timer and pre-charges a small current to voltage 3.0 V. If for a specified timer operation time the voltage of 3.0 V is not reached, an individual driver 12 of charge generates a fault signal of the battery 11 and stops t charge. Upon successful completion of the pre-charge, the individual driver 12 starts charging the battery 11 according to the standard procedure. The charge of the battery 11 begins immediately if, upon power-up, its voltage was higher than 3.0 V.
Индивидуальный драйвер 12 заряда аккумуляторной батареи осуществляет контроль и поддержание необходимого тока заряда; при превышении температуры аккумуляторной батареи 11 сверх допустимого предела прекращает заряд. В момент достижения номинального напряжения окончания заряда индивидуальный драйвер 12 переходит к заряду постоянным напряжением, не допуская порчи аккумуляторной батареи.An individual driver 12 of the battery charge monitors and maintains the required charge current; when the temperature of the battery 11 exceeds the permissible limit, it stops charging. At the time of reaching the rated voltage of the end of the charge, the individual driver 12 switches to the charge with a constant voltage, preventing battery damage.
Во время заряда индивидуальный драйвер 12 через свой контроллер 13 и связанный с ним внутренней цифровой шиной 16 ведущий контроллер 19 выдает сигналы на информационный дисплей 17 о степени заряда аккумуляторной батареи 11 и идентификационном номере светильника. Одновременно сигнал о готовности светильника к работе через цифровую шину или через приемопередатчик 29, работающий на сверхвысокой частоте, передается на автоматизированное рабочее место 30 контроля и учета светильников, обеспечивающее контроль их заряда и оборота, сбор накопленных светильником данных, ведение баз данных, составление отчетов.During charging, the individual driver 12 through its controller 13 and the internal digital bus 16 connected to it, the leading controller 19 provides signals to the information display 17 about the degree of charge of the battery 11 and the identification number of the lamp. At the same time, the signal that the lamp is ready to work through a digital bus or through an ultra-high frequency transceiver 29 is transmitted to the automated workstation 30 for monitoring and recording the lamps, providing control of their charge and turnover, collecting data from the lamp, collecting databases, compiling reports.
Таким образом действия персонала, обеспечивающего процесс заряда светильников в порядке самообслуживания, могут быть документированы. Свежезаряженная аккумуляторная батарея 11 обеспечивает около 20 часов непрерывной работы светодиода 2 основного освещения и всех остальных функциональных узлов светильника; при этом яркость свечения светодиода 2 в процессе разряда не меняется благодаря стабилизации тока драйвером 4. При разряде аккумуляторной батареи 11 до определенной критической величины, определяемой устройством 14 защиты от разряда ниже допустимого напряжения; происходит отключение всех функциональных узлов светильника кроме маломощного передатчика 33, работающего в тональном диапазоне электромагнитных волн. Он продолжает излучать короткие импульсы, служащие (в случае аварийной ситуации) для определения места нахождения горнорабочих в завалах методом пеленгации; оставшаяся емкость аккумуляторной батареи 11 обеспечивает его работу в течение не менее 100 часов.Thus, the actions of personnel providing the process of charging fixtures in a self-service manner can be documented. Freshly charged battery 11 provides about 20 hours of continuous operation of the LED 2 of the main lighting and all other functional components of the lamp; however, the brightness of the LED 2 during the discharge does not change due to the stabilization of the current by the driver 4. When the battery 11 is discharged to a certain critical value determined by the discharge protection device 14 below the permissible voltage; all functional units of the lamp are switched off except for a low-power transmitter 33 operating in the tonal range of electromagnetic waves. He continues to emit short pulses that serve (in the event of an emergency) to determine the location of miners in the rubble by direction finding; the remaining capacity of the battery 11 ensures its operation for at least 100 hours.
Включение, выключение, переключение с основного освещения на вспомогательное и наоборот осуществляется сенсорной кнопкой 25, встроенной в осветительный блок 1, соответствующей комбинацией нажатий. Определенными комбинациями нажатий сенсорных кнопок 20, находящихся в блоке питания включается - выключается устройство подсветки 28 информационного дисплея 17, а также активируется индикация:Turning on, off, switching from the main lighting to auxiliary and vice versa is carried out by the touch button 25 built into the lighting unit 1, the corresponding combination of pressing. By certain combinations of pressing the touch buttons 20 located in the power supply, it turns on - the backlight device 28 of the information display 17 turns off, and the indication is also activated:
- текущего времени;- current time;
- идентификационного номера светильника;- identification number of the lamp;
- степени заряженности аккумуляторной батареи 11;- the degree of charge of the battery 11;
- результатов аэрогазового контроля окружающей среды блоком газоанализаторов 31.- the results of air-gas control of the environment by the gas analyzer unit 31.
Функциональная схема светильника шахтного головного с измерительно-информационными функциями безопасности в его наиболее полной комплектации представляет широкие возможности изменения алгоритма работы применительно к самым различным организационно-техническим требованиям перепрограммированием контроллеров соответствующих узлов, осуществляемым через внутреннюю цифровую шину 16 или приемопередатчик 29, работающий на сверхвысокой частоте, с автоматизированного рабочего места 30 контроля светильников.The functional diagram of the mine head lamp with the measuring and information safety functions in its most complete set provides ample opportunity to change the operation algorithm for various organizational and technical requirements by reprogramming the controllers of the corresponding nodes through an internal digital bus 16 or transceiver 29 operating at ultra-high frequency, from a workstation 30 control fixtures.
Предлагаемая автоматизированная система шахтного оповещения и контроля состояния окружающей среды и местоположения горнорабочих в подземных выработках работает следующим образом. Приемопередатчик 29, входящий в состав светильника 42 и работающий на сверхвысокой частоте, под управлением ведущего контроллера 19 с частотой несколько раз в минуту передает кодированную информацию об уникальном коде, который закреплен за каждым горнорабочим, а также о результатах аэрогазового контроля окружающей среды, осуществляемого блоком газоанализаторов 31, вмонтированным в осветительный блок 1.The proposed automated system of mine warning and environmental monitoring and the location of miners in underground workings works as follows. The transceiver 29, which is part of the luminaire 42 and operates at an ultrahigh frequency, under the control of the master controller 19 transmits encoded information about a unique code assigned to each miner, as well as the results of air-gas monitoring of the environment by the gas analyzer unit, several times per minute 31 mounted in the lighting unit 1.
Устройством сбора и передачи информации 40 принятый приемником 41 радиосигнал сверхвысокой частоты преобразуется для передачи через информационную магистраль 38 в пульт управления 37 с ЭВМ для анализа и хранения. Оснащение приемника 41 радиосигналов сверхвысокой частоты несколькими антеннами 43 позволяет идентифицировать радиосигналы по направлению (повышается точность определения местонахождения горнорабочего) и уменьшить необходимое количество устройств 40 сбора и передачи информации.The device for collecting and transmitting information 40 received by the receiver 41, the microwave signal is converted for transmission through the information line 38 to the control panel 37 with a computer for analysis and storage. Equipping the receiver 41 of microwave signals with several antennas 43 allows you to identify the radio signals in the direction (improves the accuracy of determining the location of the miner) and reduce the number of devices 40 for collecting and transmitting information.
Передатчик 39 узкополосного сигнала, работающий в нижнем диапазоне тональных частот, по команде диспетчера передает кодированные сигналы оповещения персонала рудника, находящегося в горных выработках, об авариях или индивидуальном вызове на связь с диспетчером а также кодированные сигналы, в соответствии с которыми до персонала рудника, находящегося в горных выработках, доводятся необходимые из заранее заготовленных сообщений по управлению технологическими процессами, о необходимости определенных действий в аварийной ситуации, о характере опасностей и т.п.; могут быть переданы также сообщения произвольного содержания, набранные диспетчером.The narrowband signal transmitter 39 operating in the lower tonal frequency range, upon the dispatcher’s command, transmits coded signals to alert the mine personnel in the mine about accidents or an individual call to communicate with the dispatcher, as well as coded signals, according to which the mine personnel are located in mining, the necessary information from pre-prepared messages on the management of technological processes, about the need for certain actions in an emergency, about hazard actor, etc .; messages of arbitrary content typed by the dispatcher may also be transmitted.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115942/22U RU87495U1 (en) | 2009-04-27 | 2009-04-27 | MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009115942/22U RU87495U1 (en) | 2009-04-27 | 2009-04-27 | MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU87495U1 true RU87495U1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41261281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009115942/22U RU87495U1 (en) | 2009-04-27 | 2009-04-27 | MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU87495U1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550741C2 (en) * | 2011-06-03 | 2015-05-10 | Марко Зюстеманалюзе Унд Энтвиклунг Гмбх | Intrinsic safe luminaire |
| WO2015119530A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Александр Юрьевич ГРАЧЕВ | Location and warning system for mines |
| RU2561706C2 (en) * | 2013-11-28 | 2015-09-10 | Юрий Афанасьевич Зыкин | Mining lantern for individual use |
| RU175083U1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-11-20 | Бочарникова Елена Алекссандровна | Mine head lamp with information and measuring safety functions |
| RU2679777C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-02-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Mine telecommunication system |
| RU229526U1 (en) * | 2024-07-08 | 2024-10-09 | Акционерное Общество Научно-Внедренческий Инженерный Центр "Радиус" | Mine head lamp |
-
2009
- 2009-04-27 RU RU2009115942/22U patent/RU87495U1/en active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550741C2 (en) * | 2011-06-03 | 2015-05-10 | Марко Зюстеманалюзе Унд Энтвиклунг Гмбх | Intrinsic safe luminaire |
| RU2561706C2 (en) * | 2013-11-28 | 2015-09-10 | Юрий Афанасьевич Зыкин | Mining lantern for individual use |
| WO2015119530A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Александр Юрьевич ГРАЧЕВ | Location and warning system for mines |
| RU175083U1 (en) * | 2015-09-16 | 2017-11-20 | Бочарникова Елена Алекссандровна | Mine head lamp with information and measuring safety functions |
| RU2679777C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-02-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Mine telecommunication system |
| RU229526U1 (en) * | 2024-07-08 | 2024-10-09 | Акционерное Общество Научно-Внедренческий Инженерный Центр "Радиус" | Mine head lamp |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9107269B2 (en) | Emergency lighting device | |
| RU87495U1 (en) | MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS | |
| KR20110060580A (en) | Drive system of light emitting device using wireless communication module and drive control method thereof | |
| CN201302145Y (en) | Intelligent mining lamp combining underground gas alarm and personnel positioning | |
| JP2014512647A (en) | Lighting device | |
| CN108525153A (en) | A kind of control system that intelligence is linked up with and intelligently linked up with | |
| JP4976149B2 (en) | Disaster prevention lighting system | |
| RU124945U1 (en) | AUTOMATED SYSTEM OF MINING NOTIFICATION, MANAGEMENT AND MONITORING THE LOCATION OF MINERS IN UNDERGROUND WORKS | |
| CN202215949U (en) | Multifunctional mine lamp capable of performing conversation | |
| CN102809066A (en) | Intrinsically safe lamp | |
| CN205957001U (en) | Intrinsically safe miner lamp | |
| RU150532U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL MINER HEADER | |
| RU152318U1 (en) | MINING LIGHT HEAD | |
| CN214550694U (en) | Fire-fighting emergency evacuation system with personnel positioning and self-detection functions | |
| CN202419156U (en) | Light emitting diode (LED) mining lamp with communication digital-display alarming function | |
| CN208652232U (en) | Mine intrinsic safety multifunction explosion-proof mine lamp | |
| CN212647015U (en) | Handheld device capable of quickly searching two ends of jumper | |
| CN203615090U (en) | Intelligent mine lamp capable of utilizing Bluetooth earphone for calling | |
| CN204783117U (en) | Mining wireless inductive switch that is close | |
| RU2009117071A (en) | MINING HEAD LAMP WITH MEASURING AND INFORMATION SECURITY FUNCTIONS | |
| CN113066270A (en) | Household article searching system and working method | |
| CN206533591U (en) | Intelligent emergency lighting lamp | |
| CN208389222U (en) | A kind of control system that intelligence is linked up with and intelligently linked up with | |
| RU175083U1 (en) | Mine head lamp with information and measuring safety functions | |
| KR200346966Y1 (en) | Indicator for leakage points in lighting apparatus' distributing wires |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner |