抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置制造方法
【專利摘要】抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：包括設置在抽采管路（2）中的抑爆器（4）以及與抑爆器（4）相連并控制其動作的控制器（1），控制器（1）包括一外殼以及固定在外殼中的控制電路，其特征在于：在抽采管路（2）內(nèi)的多個不同種類的傳感器（3），所有傳感器（3）的輸出端與所述控制器（1）的控制電路的信號輸入端相連。本高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置解決了現(xiàn)有技術抽采管路中傳感器數(shù)量及類型單一的缺點，采用多種傳感器對火焰信號進行監(jiān)測，在最大程度上消除了安全隱患。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置，屬于煤礦安全【技術領域】。 抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置
【背景技術】
[0002] 在我國由于各個煤礦的地質(zhì)條件的不同，煤層氣(瓦斯)的瓦斯?jié)舛仍?.5%_80%之 間變化，而濃度進入59Γ16%之間時就進入了瓦斯的爆炸范圍，所以在進行瓦斯抽采時，抽 采管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗M入瓦斯的爆炸濃度范圍之后，一旦出現(xiàn)火源，極易引起連環(huán)爆炸，造 成巨大的損失。
[0003] 目前，一般通過在抽采管路中設置抑爆器及其控制裝置防止抽采管路中連環(huán)爆炸 事故的發(fā)生，該裝置是在抑爆器的控制器上連接有一個傳感器，一旦該傳感器監(jiān)測到管路 中出現(xiàn)火焰信號，傳感器及時動作并將信號送至控制器，控制器驅(qū)動抑爆器動作，防止火焰 的蔓延，避免出現(xiàn)連環(huán)爆炸現(xiàn)象。
[0004] 由于抽采管路中火焰信號的監(jiān)測只有一個紫外線火焰?zhèn)鞲衅鳎瑐鞲衅鲾?shù)量及監(jiān)測 物理量單一，又由于井下環(huán)境較為復雜，紫外線火焰?zhèn)鞲衅魅菀资艿诫姶鸥蓴_的影響而出 現(xiàn)誤動作，因而會出現(xiàn)后續(xù)設備的連續(xù)動作，對生產(chǎn)帶來不便。同時由于抽采管路內(nèi)粉塵量 較大，紫外線火焰?zhèn)鞲衅鳂O易受到粉塵的影響而降低其靈敏度，可靠程度不高，仍然存在較 大的安全隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本實用新型要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種解決了現(xiàn)有技 術抽采管路中傳感器數(shù)量及類型單一的缺點，采用多種傳感器對火焰信號進行監(jiān)測，在最 大程度上消除了安全隱患的抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置。
[0006] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝 置，包括設置在抽采管路中的抑爆器以及與抑爆器相連并控制其動作的控制器，在控制器 外殼內(nèi)固定控制電路，其特征在于：在抽采管路內(nèi)間隔安裝多個不同種類的傳感器，所有傳 感器的輸出端與控制電路的信號輸入端相連。
[0007] 優(yōu)選的，所述的控制電路包括：
[0008] 與所述傳感器一一對應的比較器電路，將傳感器的輸出值與預設定的參考電壓進 行比較并進行驅(qū)動信號的輸出，傳感器的信號輸出端與比較器電路的信號輸入端相連；
[0009] -信號整合電路，其輸入端與所有比較器電路的輸出端相連，對所有比較器電路 輸出的驅(qū)動信號進行整合并發(fā)出高電平信號；
[0010] 一微處理器，其信號輸入端與信號整合電路輸出端相連，用以接收信號整合電路 發(fā)出的高電平信號并驅(qū)動抑爆器動作；
[0011] 以及一抑爆器驅(qū)動電路，其信號輸入端與微處理器的信號輸出端相連，其信號輸 出端連接抑爆器，用以驅(qū)動抑爆器工作。
[0012] 優(yōu)選的，所述的傳感器包括：紫外線火焰?zhèn)鞲衅?、紅外線火焰?zhèn)鞲衅?、壓力傳感?以及溫度傳感器。
[0013] 優(yōu)選的，所述的溫度傳感器采用熱電偶。
[0014] 優(yōu)選的，所述的信號整合電路由與門芯片實現(xiàn)。
[0015] 優(yōu)選的，所述的抑爆器驅(qū)動電路包括三極管Q1以及由集成芯片U4以及電阻R5組 成的電流穩(wěn)壓器。
[0016] 優(yōu)選的，所述的集成芯片U4型號為LM317。
[0017] 具體工作過程及原理如下：設置在管路中的包括紫外線火焰?zhèn)鞲衅?、紅外線火焰 傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器在內(nèi)的多個傳感器分別對管路內(nèi)的相應的物理量進行 監(jiān)測，并分別將各自的輸出值以電壓的形式送至相應的由集成運算放大器U1組成的比較 器電路。比較器電路接收到各自對應的傳感器送入的信號之后，與預設定的參考電壓進行 比較，當輸入信號高于參考電壓后，比較器電路向信號整合電路輸出高電平。
[0018] 信號整合電路采用與門芯片U2實現(xiàn)，當與門芯片U2的所有輸入端均接收到比較 器電路輸出地高電平信號之后，與門芯片U2相應的輸出高電平信號，該高電平信號被送至 微處理器U3進行處理。當微處理器U3的信號輸入端口接收到與門芯片U2輸出地高電平 信號之后，微處理器U3的信號輸出端向后續(xù)的抑爆器驅(qū)動電路發(fā)出控制信號。
[0019] 由微處理器U3發(fā)出的控制信號送至三極管Q1的集電極并驅(qū)動三極管Q1導通，三 極管Q1導通之后驅(qū)動集成芯片U4工作，驅(qū)動抑爆器工作，防止抽采管道內(nèi)出現(xiàn)連環(huán)爆炸。
[0020] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是：
[0021] 1、在抽采管路中設置有多種傳感器，分別對抽采管路內(nèi)不同的參數(shù)進行監(jiān)測，對 火焰信號進行綜合判斷，解決了現(xiàn)有技術抽采管路中傳感器數(shù)量及類型單一的缺點，在最 大程度上消除了安全隱患。
[0022] 2、每一種傳感器的輸出端均設置有一個比較器，將傳感器輸出地信號與預設定的 參考電壓進行比較，當傳感器輸出低于參考電壓時，判定為干擾信號，避免了干擾信號的影 響。
[0023] 3、通過設置與門芯片并通過與門芯片對所用傳感器的輸出信號進行整合，避免了 某一個(或幾個）傳感器誤觸發(fā)而導致的判斷出錯，只有當所有傳感器均有信號輸出時，才 默認為出現(xiàn)火焰信號并向微處理器發(fā)出高電平信號，可靠性更高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1為抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置安裝示意圖。
[0025] 圖2為抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置控制電路原理方框圖。
[0026] 圖3為抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置比較器電路原理圖。
[0027] 圖4為抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置信號整合電路、微處理器電路原理圖。
[0028] 圖5為抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置抑爆器驅(qū)動電路原理圖。
[0029] 其中1、控制器2、抽采管路3、傳感器4、抑爆器。
【具體實施方式】
[0030] 圖Γ5是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖Γ5對本實用新型做進一步說 明。
[0031] 如圖1所示，高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，包括設置在抽采管路2內(nèi)多個傳感 器3,多個傳感器3分別對抽采管路2內(nèi)的多個物理量進行監(jiān)測，傳感器3包括：紫外線火 焰?zhèn)鞲衅?、紅外線火焰?zhèn)鞲衅鳌毫鞲衅饕约皽囟葌鞲衅?。所有傳感?與設置在抽采管 路2外的控制器1相連，控制器1同時與設置在抽采管路2中的抑爆器4相連?？刂破? 包括一外殼，外殼內(nèi)固定有一塊或多塊設置有控制電路的電路板。
[0032] 如圖2所示，控制器1的控制電路包括：多組比較器電路、信號整合電路、微處理器 以及抑爆器驅(qū)動電路。比較器電路與傳感器3數(shù)量相同且與每個傳感器3 -一對應，每個 傳感器3的信號輸出端與相對應的比較器電路的輸入端相連，比較器電路的輸出端與信號 整合電路的輸入端相連，信號整合電路的輸出端與微處理器的信號輸入端相連，微處理器 的信號輸入端連接抑爆器驅(qū)動電路，通過抑爆器驅(qū)動電路驅(qū)動抑爆器動作。通過設置多種 傳感器，解決了現(xiàn)有技術中單一傳感器進行判斷時判斷效果較差的問題。
[0033] 如圖3所示，比較器由集成運算放大器U1以及電阻R1~R3、電容C1以及雙向穩(wěn)壓 管Z1組成。參考電壓U KEF經(jīng)電阻R1被送至集成運算放大器U1的反相輸入端，輸入電壓Ui 直接送至集成運算放大器U1的同相輸入端。比較器電路用于檢測器輸入電壓的大小，并與 預設定的閾值電壓進行比較，當傳感器輸出值超過預設定的閾值電壓時，比較器電路的輸 出端輸出地信號反轉(zhuǎn)，通過設置比較器，可以避免再出現(xiàn)干擾信號時，誤將干擾信號作為傳 感器的輸出信號，進一步的避免了后續(xù)設備的誤動作。
[0034] 在本高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置中，由于上述的紫外線火焰?zhèn)鞲衅?、紅外線 火焰?zhèn)鞲衅?、壓力傳感器以及溫度傳感器輸出信號不同，為方便后續(xù)的比較器進行比較處 理，將所有傳感器的輸出值通過常規(guī)手段(如分壓、電流-電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓）進行調(diào)整，將其 輸出值統(tǒng)一為電壓信號，該電壓信號為上述的送至集成運算放大器U1的同相輸入端的輸 入電壓Ui。輸入信號被送至集成運算放大器U1之后，與反相輸入端的參考電壓U KEF進行比 較，當輸入電壓Ui電壓值超過參考電壓UKEF之后，集成運算放大器U1的輸出端向信號整合 電路輸出高電平信號。
[0035] 如圖4所示，信號整合電路采用常見的與門芯片U2實現(xiàn)，當所有與與門芯片U2的 輸入端連接的比較器電路同時輸出高電平信號時，與門芯片U2的輸出端輸出高電平信號。 由與門芯片U2輸出端輸出地高電平信號送至微處理器U3的任意一個輸入端口，微處理器 U3米用型號為ATMEGA162的單片機實現(xiàn)。一旦微處理器U3的輸入端口被送入高電平信號， 即表示所有傳感器均已動作，即抽采管路中發(fā)生火焰信號，微處理器U3的輸出端口向后續(xù) 的抑爆器驅(qū)動電路輸出信號，通過抑爆器驅(qū)動電路驅(qū)動抑爆器工作。
[0036] 通過設置與門芯片U2并通過與門芯片U2對所用傳感器的輸出信號進行整合，避 免了某一個(或幾個）傳感器誤觸發(fā)而導致的判斷出錯，只有當所有傳感器均有信號輸出 時，才默認為出現(xiàn)火焰信號并向微處理器U3發(fā)出高電平信號，實現(xiàn)微處理器U3對抑爆器的 驅(qū)動控制。
[0037] 如圖5所示，抑爆器驅(qū)動電路包括三極管Q1以及型號為LM317的集成芯片U4。微 處理器U3的輸出端連接三極管Q1的發(fā)射極，三極管Q1的發(fā)射極和基極之間串聯(lián)有電阻R4 和電容C5,三極管Q1的集電極連接集成芯片U4的3腳，集成芯片U4的2腳串聯(lián)電阻R5之 后同時并聯(lián)二極管D1的陽極和集成芯片U4的1腳，二極管D1的陰極連接后續(xù)的抑爆器。
[0038] 集成芯片U4與電阻R5形成電流穩(wěn)壓器。
[0039] 具體工作過程及原理如下：設置在管路中的包括紫外線火焰?zhèn)鞲衅?、紅外線火焰 傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器在內(nèi)的多個傳感器分別對管路內(nèi)的相應的物理量進行 監(jiān)測，并分別將各自的輸出值以電壓的形式送至相應的由集成運算放大器U1組成的比較 器電路。比較器電路接收到各自對應的傳感器送入的信號之后，與預設定的參考電壓進行 比較，當輸入信號高于參考電壓后，比較器電路向信號整合電路輸出高電平。
[0040] 信號整合電路采用與門芯片U2實現(xiàn)，當與門芯片U2的所有輸入端均接收到比較 器電路輸出地高電平信號之后，與門芯片U2相應的輸出高電平信號，該高電平信號被送至 微處理器U3進行處理。當微處理器U3的信號輸入端口接收到與門芯片U2輸出地高電平 信號之后，微處理器U3的信號輸出端向后續(xù)的抑爆器驅(qū)動電路發(fā)出控制信號。
[0041] 由微處理器U3發(fā)出的控制信號送至三極管Q1的集電極并驅(qū)動三極管Q1導通，三 極管Q1導通之后驅(qū)動集成芯片U4工作，驅(qū)動抑爆器工作，防止抽采管道內(nèi)出現(xiàn)連環(huán)爆炸。 [0042] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內(nèi)容加以變更或改型為等同 變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實 質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保 護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置，包括設置在抽采管路（2)中的抑爆器（4)以及與抑 爆器（4)相連并控制其動作的控制器（1 )，在控制器（1)外殼內(nèi)固定控制電路，其特征在于： 在抽采管路（2)內(nèi)間隔安裝多個不同種類的傳感器（3)，所有傳感器（3)的輸出端與控制電 路的信號輸入端相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽采管路抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的控制電 路包括： 與所述傳感器（3) 對應的比較器電路，將傳感器（3)的輸出值與預設定的參考電 壓進行比較并進行驅(qū)動信號的輸出，傳感器（3)的信號輸出端與比較器電路的信號輸入端 相連； 一信號整合電路，其輸入端與所有比較器電路的輸出端相連，對所有比較器電路輸出 的驅(qū)動信號進行整合并發(fā)出高電平信號； 一微處理器，其信號輸入端與信號整合電路輸出端相連，用以接收信號整合電路發(fā)出 的高電平信號并驅(qū)動抑爆器動作； 以及一抑爆器驅(qū)動電路，其信號輸入端與微處理器的信號輸出端相連，其信號輸出端 連接抑爆器，用以驅(qū)動抑爆器工作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的 傳感器（3)包括：紫外線火焰?zhèn)鞲衅鳌⒓t外線火焰?zhèn)鞲衅?、壓力傳感器以及溫度傳感器?br>
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的溫度 傳感器采用熱電偶。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的信號 整合電路由與門芯片實現(xiàn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的抑爆 器驅(qū)動電路包括三極管Q1以及由集成芯片U4以及電阻R5組成的電流穩(wěn)壓器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高可靠性的抑爆器驅(qū)動控制裝置，其特征在于：所述的集成 芯片U4型號為LM317。
【文檔編號】E21F5/00GK203905997SQ201420314734
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王曉軍, 李壽山, 李研, 徐偉杰 申請人:淄博安益礦用設備有限公司