專利名稱：一種集成瓦斯報(bào)警功能的led照明礦用安全帽電路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路系統(tǒng)，特別是一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，市場上流通的礦用安全帽主要由鋰電池、LED燈頭、控制電路以及安全帽殼體組成。LED燈頭由大功率LED作為主光源，小功率LED作為輔助光源，當(dāng)主光源出現(xiàn)故障的時(shí)候，可由輔助光源繼續(xù)提供照明。但是，近年來由瓦斯爆炸引起的礦難事故頻發(fā)，嚴(yán)重威脅人身安全和影響生產(chǎn)。目前市場上流通的礦用安全帽不具備瓦斯監(jiān)測的功能，不能對(duì)區(qū)域性瓦斯氣體的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并報(bào)警。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種集成照明和瓦斯報(bào)警功能的礦用安全帽電路系統(tǒng)。為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種集成瓦斯報(bào)警功能的 LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，包括鋰電池、鋰電池保護(hù)模塊、升降壓模塊、微控制器、LED 驅(qū)動(dòng)模塊和LED照明燈頭，鋰電池、鋰電池保護(hù)模塊、升降壓模塊和微控制器順序連接，LED 驅(qū)動(dòng)模塊和鋰電池保護(hù)模塊、微控制器連接，LED照明燈頭和LED驅(qū)動(dòng)模塊連接。所述電路系統(tǒng)還包括瓦斯傳感器模塊，瓦斯傳感器模塊與升降壓模塊連接，瓦斯傳感器模塊通過A/D轉(zhuǎn)換器與微控制器連接，微控制器與聲音報(bào)警裝置連接。所述瓦斯傳感器模塊由瓦斯傳感器與電阻組成分壓電路，其分壓點(diǎn)經(jīng)濾波電容接入A/D轉(zhuǎn)換器。所述聲音報(bào)警裝置包括蜂鳴器和三極管，微控制器的IO 口經(jīng)電阻連接到三極管的基極，蜂鳴器正極接電源，負(fù)極接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接地。瓦斯報(bào)警功能由瓦斯傳感器和控制電路組成。經(jīng)過鋰電池保護(hù)電路提供過充、過放、過流、過溫及短路等電池所需保護(hù)功能的鋰電池電壓經(jīng)控制電路中的升降壓電路產(chǎn)生適合微控制器的工作電壓，當(dāng)瓦斯傳感器檢測到氣體時(shí)，由瓦斯傳感器和電阻組成的分壓電路輸出電壓，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器將此電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，單片機(jī)將該數(shù)字信號(hào)與臨界值進(jìn)行比較，當(dāng)濃度達(dá)到瓦斯危害標(biāo)準(zhǔn)時(shí)單片機(jī)輸出信號(hào)鳴響蜂鳴器，并控制LED驅(qū)動(dòng)電路，使LED光源閃爍，以達(dá)到報(bào)警的效果，直到控制電路監(jiān)測到的瓦斯?jié)舛忍幱谖：?biāo)準(zhǔn)以下或者人工關(guān)閉報(bào)警。該報(bào)警LED燈的電路密封在安全帽殼體內(nèi)，傳感器通過防爆罩與外界空氣接觸。 本實(shí)用新型可以在給使用者提供頭部保護(hù)和礦下照明的同時(shí)，通過瓦斯傳感器實(shí)時(shí)的監(jiān)測安全帽所在區(qū)域的瓦斯?jié)舛龋?dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到危害標(biāo)準(zhǔn)時(shí)通過蜂鳴器和LED燈頭閃爍對(duì)安全帽使用者提出警告，致使其盡快撤出，保障人身安全。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖。圖2為本實(shí)用新型電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型瓦斯傳感器監(jiān)測電路圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1、2所示，一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，包括鋰電池1、鋰電池保護(hù)模塊2、升降壓模塊3、微控制器6、LED驅(qū)動(dòng)模塊8和LED照明燈頭9，鋰電池1、鋰電池保護(hù)模塊2、升降壓模塊3和微控制器6順序連接，LED驅(qū)動(dòng)模塊8和鋰電池保護(hù)模塊2、微控制器6連接，LED照明燈頭9和LED驅(qū)動(dòng)模塊8連接。鋰電池1的規(guī)格為標(biāo)稱電壓3. 6V，容量3AH以上，可為光源提供12小時(shí)以上照明電量。鋰電池保護(hù)模塊2采用單節(jié)鋰電池/鋰聚合物電池可充電電池組保護(hù)芯片XB4301， 具有過充、過放、過流、過溫及短路等所有的電池所需保護(hù)功能，并且工作時(shí)功耗非常低。升降壓模塊3采用單片微功率升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器NCP1402將不穩(wěn)定的鋰電池電壓升高到穩(wěn)定的單片機(jī)工作電壓。瓦斯傳感器模塊4中瓦斯傳感器與電阻Rl組成分壓電路，當(dāng)檢測到瓦斯氣體時(shí)， 分壓電路輸出電壓會(huì)隨著瓦斯氣體濃度的變化而變化，輸出電壓經(jīng)過高頻濾波電路輸入到微控制器6內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器5內(nèi)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。微控制器6采用STC15F系列單片機(jī)，帶8路10位AD轉(zhuǎn)換。聲音報(bào)警裝置7由蜂鳴器和開關(guān)三極管構(gòu)成，當(dāng)瓦斯傳感器監(jiān)測到瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)給三極管一個(gè)高電平，鳴響蜂鳴器。 LED驅(qū)動(dòng)模塊8由微功率同步降壓/升壓恒流DC/DC轉(zhuǎn)換器)(Z3441及其外圍電路構(gòu)成，利用高于、低于或等于輸出的鋰電池電壓產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定輸出電壓，驅(qū)動(dòng)LED照明燈頭9。微控制器6通過瓦斯傳感器模塊4不斷監(jiān)測周圍環(huán)境的瓦斯?jié)舛?，并通過AD轉(zhuǎn)換器6得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在給定監(jiān)測次數(shù)時(shí)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^危害標(biāo)準(zhǔn)次數(shù)超過上限時(shí)鳴響聲音報(bào)警裝置7，并驅(qū)動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)模塊使LED照明燈頭9閃爍；當(dāng)瓦斯?jié)舛忍幱诎踩珮?biāo)準(zhǔn)的次數(shù)等于監(jiān)測次數(shù)時(shí)，關(guān)閉聲音報(bào)警裝置7及恢復(fù)LED照明燈頭9亮度，確保安全。如圖3所示，本實(shí)用新型瓦斯傳感器監(jiān)測電路。該監(jiān)測電路是用瓦斯傳感器MQ和電阻RL串聯(lián)組成，傳感器MQ選用可燃性氣體傳感器哦MQ214，該傳感器具有高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、低功耗、長壽命以及驅(qū)動(dòng)電路簡單等特點(diǎn)。瓦斯傳感器監(jiān)測瓦斯?jié)舛入娮枳兓?表現(xiàn)在分壓電阻電壓Vout的輸出。上述實(shí)施例不以任何方式限制本實(shí)用新型，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，包括鋰電池(1)、鋰電池保護(hù)模塊⑵、升降壓模塊⑶、微控制器(5)、LED驅(qū)動(dòng)模塊⑶和LED照明燈頭(9)，鋰電池 (1)、鋰電池保護(hù)模塊O)、升降壓模塊(3)和微控制器(6)順序連接，LED驅(qū)動(dòng)模塊⑶和鋰電池保護(hù)模塊O)、微控制器(6)連接，LED照明燈頭(9)和LED驅(qū)動(dòng)模塊⑶連接，其特征在于所述電路系統(tǒng)還包括瓦斯傳感器模塊G)，瓦斯傳感器模塊(4)與升降壓模塊(3) 連接，瓦斯傳感器模塊⑷通過A/D轉(zhuǎn)換器(5)與微控制器(6)連接，微控制器(6)與聲音報(bào)警裝置(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯傳感器模塊由瓦斯傳感器與電阻組成分壓電路，其分壓點(diǎn)經(jīng)濾波電容接入A/D轉(zhuǎn)換器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，其特征在于所述聲音報(bào)警裝置(7)包括蜂鳴器和三極管，微控制器(6)的IO 口經(jīng)電阻連接到三極管的基極，蜂鳴器正極接電源，負(fù)極接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種集成瓦斯報(bào)警功能的LED照明礦用安全帽電路系統(tǒng)，包括鋰電池(1)、鋰電池保護(hù)模塊(2)、升降壓模塊(3)、微控制器(5)、LED驅(qū)動(dòng)模塊(8)和LED照明燈頭(9)，所述電路系統(tǒng)還包括瓦斯傳感器模塊(4)，瓦斯傳感器模塊(4)與升降壓模塊(3)連接，瓦斯傳感器模塊(4)通過A/D轉(zhuǎn)換器(5)與微控制器(6)連接，微控制器(6)與聲音報(bào)警裝置(7)連接，瓦斯傳感器模塊(4)進(jìn)行監(jiān)測瓦斯的濃度并通過聲音報(bào)警裝置(7)和LED照明燈頭(9)進(jìn)行報(bào)警，保障人身安全。
文檔編號(hào)A42B1/24GK202058283SQ20112010313
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者何書專, 盧喜文, 李麗, 潘紅兵 申請(qǐng)人:蘇州和邁微電子科技有限公司