一種礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣控制開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于煤礦井下等惡劣工況的用于控制負(fù)載電源的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井中不能缺乏照明。然而，傳統(tǒng)的煤礦井下照明通常是不管有人無人均24小時(shí)實(shí)施不間斷照明，其用電量巨大，浪費(fèi)電能的同時(shí)還增加煤礦企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)。針對(duì)這一問題，目前不少煤礦企業(yè)對(duì)煤礦井下的照明進(jìn)行了節(jié)能改造，一般是通過加裝紅外感應(yīng)開關(guān)用于控制照明燈的點(diǎn)亮和熄滅，其工作原理是當(dāng)有礦井下工作人員接近時(shí)紅外感應(yīng)開關(guān)檢測(cè)到人體所發(fā)的紅外線控制照明燈點(diǎn)亮，礦井下工作人員離開紅外感應(yīng)開關(guān)所能檢測(cè)的距離范圍時(shí)控制照明燈熄滅。該種紅外感應(yīng)開關(guān)雖然具有一定的節(jié)能效果，但在使用過程中也具有明顯的不足:在煤礦井下的惡劣工況使用環(huán)境下，由于紅外感應(yīng)開關(guān)容易受各種熱源、光源、射頻輻射、熱氣流等的干擾，尤其在煤礦井下環(huán)境溫度接近人體體溫時(shí)，紅外感應(yīng)開關(guān)的工作靈敏度明顯下降，工作可靠性大為降低甚至經(jīng)常出現(xiàn)受干擾誤動(dòng)關(guān)閉照明，給生產(chǎn)帶來?yè)p失并造成安全隱患；而且其通常只能檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)物體，在人體運(yùn)動(dòng)幅度不大的情況下無法檢測(cè)到。
[0003]當(dāng)前，為了生產(chǎn)安全煤礦通常都已安裝了人員定位系統(tǒng)，煤礦人員定位系統(tǒng)中一個(gè)重要的裝置是由每位礦井工作人員隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡(RFID卡)，如果利用礦井工作人員人人隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡開發(fā)出一種適用于煤礦井下應(yīng)用環(huán)境的可靠的控制負(fù)載(包括照明)的開關(guān)，對(duì)煤礦企業(yè)節(jié)能和安全生產(chǎn)具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本不高、使用方便、采用模塊化設(shè)計(jì)并適合煤礦井下易燃易爆使用環(huán)境的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，其在使用時(shí)與礦井工作人員隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡相配合，通過準(zhǔn)確識(shí)別人員與開關(guān)間的距離，相應(yīng)自動(dòng)控制與其連接的礦井下電器負(fù)載(如照明燈、報(bào)警器等)的電源通斷，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電、自動(dòng)報(bào)警等功能。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:本實(shí)用新型的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:包括防爆殼體和澆封設(shè)置在防爆殼體內(nèi)的電路裝置；上述的電路裝置包括電源轉(zhuǎn)換模塊、無線通信模塊、主控模塊、執(zhí)行模塊、設(shè)置模塊和指示燈模塊；
[0006]電源轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有電源輸入端、第一電源輸出端和第二電源輸出端；無線通信模塊設(shè)有無線通信端和對(duì)內(nèi)通信端；主控模塊設(shè)有第一信號(hào)輸入端、設(shè)置信號(hào)輸入端、控制信號(hào)輸出端和狀態(tài)指示信號(hào)輸出端；執(zhí)行模塊設(shè)有控制信號(hào)輸入端、交流電源輸入端和交流電源輸出端；設(shè)置模塊設(shè)有參數(shù)信號(hào)輸出端；指示燈模塊設(shè)有信號(hào)輸入端；
[0007]主控模塊的第一信號(hào)輸入端與無線通信模塊的對(duì)內(nèi)通信端信號(hào)電連接；主控模塊的設(shè)置信號(hào)輸入端與設(shè)置模塊的參數(shù)信號(hào)輸出端信號(hào)電連接；執(zhí)行模塊的控制信號(hào)輸入端與主控模塊的控制信號(hào)輸出端信號(hào)電連接；指示燈模塊的信號(hào)輸入端與主控模塊的狀態(tài)指示信號(hào)輸出端信號(hào)電連接；
[0008]使用時(shí)，無線通信模塊的無線通信端與礦井工作人員隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡射頻無線通信；轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端以及執(zhí)行模塊的交流電源輸入端與煤礦井下AC127V交流電源的火線電連接；執(zhí)行模塊的交流電源輸出端與受控的電器負(fù)載的火線電連接；電源轉(zhuǎn)換模塊的第一電源輸出端為執(zhí)行模塊提供工作電源；電源轉(zhuǎn)換模塊的第二電源輸出端為無線通信模塊、主控模塊、設(shè)置模塊和指示燈模塊提供工作電源。
[0009]進(jìn)一步的方案是:上述的電源轉(zhuǎn)換模塊包括熱敏電阻R1、壓敏電阻R2、AC/DC模塊、瞬變電壓抑制二極管V1、二極管Dl以及DC/DC轉(zhuǎn)換芯片Ul ;AC/DC模塊設(shè)有第一交流電源端、第二交流電源端和直流電源輸出端；DC/DC轉(zhuǎn)換芯片Ul具有電源輸入端電源輸出端和接地端；
[0010]熱敏電阻Rl的一端、壓敏電阻R2的一端以及AC/DC模塊的第一交流電源端共線；壓敏電阻R2的另一端與AC/DC模塊的第二交流電源端因共線而形成一個(gè)公共接點(diǎn)，該公共接點(diǎn)與熱敏電阻Rl的另一端共同構(gòu)成上述的電源轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端；AC/DC模塊的直流電源輸出端、瞬變電壓抑制二極管Vl的一端以及二極管Dl的正極因共線而形成一個(gè)公共接點(diǎn)，該公共接點(diǎn)即為上述的電源轉(zhuǎn)換模塊的第一電源輸出端，其輸出+5V直流電源；DC/DC轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸入端與二極管Dl的負(fù)極電連接；DC/DC轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源輸出端即為上述的電源轉(zhuǎn)換模塊的第二電源輸出端，其輸出+3.3V直流電源；DC/DC轉(zhuǎn)換芯片Ul的接地端以及瞬變電壓抑制二極管Vl的另一端均接地。
[0011]進(jìn)一步的方案還有:上述的執(zhí)行模塊包括電阻R3、電阻R4、三極管QUMOS管Q2以及動(dòng)合型繼電器Hl ;動(dòng)合型繼電器Hl具有線圈和兩個(gè)觸點(diǎn)；
[0012]電阻R3的一端即為上述的執(zhí)行模塊的控制信號(hào)輸入端；電阻R3的另一端與三極管Ql的基極電連接；三極管Ql的集電極、MOS管Q2的柵極以及電阻R4的一端共線；M0S管Q2的漏極與電阻R4的另一端因共線而形成一個(gè)公共接點(diǎn)，該公共接點(diǎn)與上述的電源轉(zhuǎn)換模塊的第一電源輸出端電連接；MOS管Q2的源極與動(dòng)合型繼電器Hl的線圈的一個(gè)接線端電連接；動(dòng)合型繼電器Hl的線圈的另一個(gè)接線端以及三極管Ql的射極均接地；動(dòng)合型繼電器Hl的一個(gè)觸點(diǎn)即為上述的執(zhí)行模塊的交流電源輸入端；動(dòng)合型繼電器Hl的另一個(gè)觸點(diǎn)即為上述的執(zhí)行模塊的交流電源輸出端。
[0013]本實(shí)用新型具有積極的效果:(1)本實(shí)用新型的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、采用模塊化設(shè)計(jì)、整個(gè)電路裝置采用膠封從而能有效適應(yīng)煤礦井下易燃易爆的應(yīng)用環(huán)境，且成本不高，易于推廣。(2)本實(shí)用新型的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，其在使用時(shí)，與礦井工作人員隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡(RFID卡)通過射頻無線通信相配合動(dòng)作，較之于現(xiàn)有技術(shù)中常用的紅外感應(yīng)開關(guān)，其在煤礦井下的惡劣工況使用環(huán)境下，具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定性和可靠性好、控制礦井下電器負(fù)載的電源通斷更為準(zhǔn)確等諸多優(yōu)點(diǎn)。
(3)本實(shí)用新型的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，其在使用時(shí)，可方便地用于控制照明燈、安保報(bào)警器等礦井下的電器負(fù)載:負(fù)載為照明燈時(shí)，當(dāng)攜帶人員定位標(biāo)識(shí)卡的礦井工作人員進(jìn)入設(shè)定的距離范圍內(nèi)時(shí)，其控制照明燈自動(dòng)點(diǎn)亮，在人員離開設(shè)定的距離范圍后關(guān)燈，也即在無人時(shí)對(duì)照明燈自動(dòng)斷電，從而在不影響礦井下工作的情況下能夠有效地為煤礦企業(yè)節(jié)約用電；負(fù)載為報(bào)警器時(shí)，當(dāng)攜帶人員定位標(biāo)識(shí)卡的礦井工作人員進(jìn)入設(shè)定的禁入?yún)^(qū)域時(shí)，開關(guān)接通報(bào)警器報(bào)警，以防止發(fā)生意外安全事故。(4)本實(shí)用新型的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，其在使用時(shí)，根據(jù)所接電器負(fù)載的不同，可通過設(shè)置模塊對(duì)主控模塊的感應(yīng)距離控制參數(shù)方便地進(jìn)行設(shè)定，也可通過無線通信模塊無線設(shè)置:負(fù)載為照明燈時(shí)，主控模塊內(nèi)置的感應(yīng)觸發(fā)距離設(shè)置為20米，兼顧節(jié)電和安全；負(fù)載為報(bào)警器時(shí)，感應(yīng)觸發(fā)距離設(shè)置為2米，既起到安全警示作用，又不會(huì)在人員尚未接近時(shí)就誤報(bào)警而影響正常工作。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖，圖中還顯示了其在使用時(shí)與負(fù)載的電連接關(guān)系以及與人員定位標(biāo)識(shí)卡的無線通信信號(hào)連接關(guān)系；
[0015]圖2為圖1中的電源轉(zhuǎn)換模塊的一種電原理圖；
[0016]圖3為圖1中的執(zhí)行模塊的一種電原理圖。
[0017]上述附圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0018]電源轉(zhuǎn)換模塊I，無線通信模塊2，主控模塊3，執(zhí)行模塊4，設(shè)置模塊5，指示燈模塊
6ο
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(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。
[0020](實(shí)施例)
[0021]本實(shí)施例的礦用無線接近感應(yīng)開關(guān)，主要由防爆殼體和設(shè)置在防爆殼體內(nèi)的電路裝置組成。
[0022]見圖1，電路裝置主要由電源轉(zhuǎn)換模塊1、無線通信模塊2、主控模塊3、執(zhí)行模塊4、設(shè)置模塊5和指示燈模塊6組成。
[0023]電源轉(zhuǎn)換模塊I設(shè)有電源輸入端、第一電源輸出端和第二電源輸出端；無線通信模塊2設(shè)有無線通信端和對(duì)內(nèi)通信端；主控模塊3設(shè)有第一信號(hào)輸入端、設(shè)置信號(hào)輸入端、控制信號(hào)輸出端和狀態(tài)指示信號(hào)輸出端；執(zhí)行模塊4設(shè)有控制信號(hào)輸入端、交流電源輸入端和交流電源輸出端；設(shè)置模塊5設(shè)有參數(shù)信號(hào)輸出端；指示燈模塊6設(shè)有信號(hào)輸入端。
[0024]主控模塊3的第一信號(hào)輸入端與無線通信模塊2的對(duì)內(nèi)通信端信號(hào)電連接；主控模塊3的設(shè)置信號(hào)輸入端與設(shè)置模塊5的參數(shù)信號(hào)輸出端信號(hào)電連接；執(zhí)行模塊4的控制信號(hào)輸入端與主控模塊3的控制信號(hào)輸出端信號(hào)電連接；指示燈模塊6的信號(hào)輸入端與主控模塊3的狀態(tài)指示信號(hào)輸出端信號(hào)電連接。
[0025]使用時(shí)，無線通信模塊2的無線通信端與礦井工作人員隨身攜帶的人員定位標(biāo)識(shí)卡(RFID卡)射頻無線通信；執(zhí)行模塊4的交流電源輸入端與煤礦井下AC 127V交流電源的火線電連接；執(zhí)行模塊4的交流電源輸出端與受控的電器負(fù)載的火線電連接。
[0026]電源轉(zhuǎn)換模塊I的電源輸入端使用時(shí)外接煤礦井下AC 127V電源；電源轉(zhuǎn)換模塊I的第一電源輸出端為執(zhí)行模塊4提供工作電源；電源轉(zhuǎn)換模塊I的第二電源輸出端為無線通信模塊2、主控模塊3、設(shè)置模塊5和指示燈模塊6提供工作電源。
[0027]本實(shí)施例中，主控模塊3的核心器件優(yōu)選采用MSP430型號(hào)的單片機(jī)；設(shè)置模塊5優(yōu)選采用鍵盤，用于對(duì)主控模塊3進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；主控模塊3的參數(shù)設(shè)置也可通過配套的手持終端與無線通信模塊2通信進(jìn)行無線設(shè)置；指示燈模塊6優(yōu)選采用LED燈組，用于顯示開關(guān)的工作狀態(tài)。
[0028]前述的電路裝置各模塊均采用