采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，包括設(shè)置在煤礦井下采煤工作面隅角處的支架和安裝在支架頂端的氣體傳感器模塊，以及設(shè)置在煤礦井下的氣體監(jiān)測(cè)儀；氣體監(jiān)測(cè)儀包括防爆外殼和布設(shè)在防爆外殼內(nèi)的電子線路板，以及布設(shè)在防爆外殼上的手動(dòng)復(fù)位按鍵和數(shù)碼管，電子線路板上集成有氣體監(jiān)測(cè)電路，氣體監(jiān)測(cè)電路包括單片機(jī)和電池模塊，以及與單片機(jī)相接的看門狗電路和無(wú)線收發(fā)模塊，單片機(jī)的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)的輸出端接有聲光報(bào)警電路和數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，氣體傳感器模塊包括CH4濃度傳感器和CO濃度傳感器。本實(shí)用新型將無(wú)線技術(shù)與安全監(jiān)測(cè)相結(jié)合，解決了煤礦井下布線復(fù)雜的問(wèn)題，工作可靠性高，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果好。
【專利說(shuō)明】
采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦井開采中，多數(shù)煤礦工作面采用U型通風(fēng)方式，在實(shí)際工作中，U型通風(fēng)輸送的氣流一部分輸送到工作面，另一部分則滲入到采空區(qū)。進(jìn)入采空區(qū)的氣流會(huì)慢慢返回到工作面的隅角，由于工作面隅角與煤壁和采空區(qū)的內(nèi)側(cè)相鄰，該處的氣流速度非常小，而且部分氣流處于漩渦狀態(tài)，使得有害氣體聚集在工作面隅角，造成隅角有害氣體含量超標(biāo)。因此采煤工作面隅角有害氣體是礦井安全開采過(guò)程中需要控制的重要安全隱患，能否對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警，是影響煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]目前在我國(guó)礦井工作面隅角的有害氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置基本采用有線電纜和傳感器結(jié)合的方法，存在布線復(fù)雜、安裝不便、維護(hù)困難等缺點(diǎn)。由于礦井中工作面隅角的無(wú)線氣體檢測(cè)還沒(méi)有普及，有線氣體監(jiān)測(cè)裝置的廣泛使用，影響生產(chǎn)效率與煤礦安全。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其將無(wú)線技術(shù)與安全監(jiān)測(cè)相結(jié)合，解決了煤礦井下布線復(fù)雜的問(wèn)題，使用操作方便，工作可靠性高，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果好，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括設(shè)置在煤礦井下采煤工作面隅角處的支架和安裝在支架頂端且用于檢測(cè)采煤工作面隅角氣體濃度的氣體傳感器模塊，以及設(shè)置在煤礦井下且用于將氣體濃度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)經(jīng)無(wú)線中繼器發(fā)送至以太環(huán)網(wǎng)并最終傳至地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)的氣體監(jiān)測(cè)儀;所述氣體監(jiān)測(cè)儀包括防爆外殼和布設(shè)在所述防爆外殼內(nèi)的電子線路板，以及布設(shè)在所述防爆外殼上的手動(dòng)復(fù)位按鍵和數(shù)碼管，所述電子線路板上集成有氣體監(jiān)測(cè)電路，所述氣體監(jiān)測(cè)電路包括單片機(jī)和為所述氣體監(jiān)測(cè)電路中各用電模塊供電的電池模塊，以及與單片機(jī)相接的看門狗電路和無(wú)線收發(fā)模塊，所述單片機(jī)的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換器，所述單片機(jī)的輸出端接有聲光報(bào)警電路和數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，所述氣體傳感器模塊包括CH4濃度傳感器和CO濃度傳感器，所述CH4濃度傳感器的輸出端和CO濃度傳感器的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相接，所述手動(dòng)復(fù)位按鍵的輸出端與看門狗電路相接，所述數(shù)碼管與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相接。
[0006]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:煤礦井下采煤工作面隅角的數(shù)量為2個(gè)，相應(yīng)所述支架的數(shù)量和氣體傳感器模塊的數(shù)量均為2個(gè)。
[0007]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述單片機(jī)包括單片機(jī)AT89S51。
[0008]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述無(wú)線收發(fā)模塊包括射頻芯片NRF903，所述射頻芯片NRF903的TXEN引腳、STBY引腳、CFG_CLK引腳、PWR_DWN引腳、CEG_DATA引腳、CS引腳、C_SENCE引腳、DATA引腳、CLK_0UT弓丨腳分別與所述單片機(jī)AT89S51的INTO引腳、SCK引腳、TXD引腳、Tl引腳、RXD引腳、WR引腳、AS引腳、A9引腳、AlO引腳相接，所述射頻芯片NRF903的ANTl引腳和ANT2引腳上接有天線ANT。
[0009]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述CH4濃度傳感器的型號(hào)為 S297939。
[0010]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述氣體傳感器模塊還包括O2濃度傳感器。
[0011 ]上述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述O2濃度傳感器的型號(hào)為70X-V。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本實(shí)用新型將無(wú)線技術(shù)與安全監(jiān)測(cè)相結(jié)合，安裝方便，解決了煤礦井下布線復(fù)雜的問(wèn)題。
[0014]2、本實(shí)用新型功能完備，煤礦井下可由氣體監(jiān)測(cè)儀報(bào)警，煤礦井上可由地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)報(bào)警，便于采取措施，及時(shí)維護(hù)，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果好。
[0015]3、本實(shí)用新型氣體監(jiān)測(cè)儀中設(shè)置了看門狗電路，工作可靠性高，抗干擾性好。
[0016]4、本實(shí)用新型的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實(shí)用新型將無(wú)線技術(shù)與安全監(jiān)測(cè)相結(jié)合，解決了煤礦井下布線復(fù)雜的問(wèn)題，使用操作方便，工作可靠性高，監(jiān)測(cè)預(yù)警效果好，便于推廣使用。
[0018]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型氣體監(jiān)測(cè)電路的電路原理框圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型單片機(jī)與無(wú)線收發(fā)模塊的電路連接圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型氣體傳感器模塊在煤礦井下采煤工作面隅角處的布置圖。
[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0023]I—?dú)怏w傳感器模塊；1-1 一 CH4濃度傳感器；1-2—CO濃度傳感器；
[0024]1-3—O2濃度傳感器；2—A/D轉(zhuǎn)換器；2-1 —煤礦采空區(qū)；
[0025]2-2—采煤工作面； 2-3—采煤工作面隅角；2-4—支架；
[0026]3一手動(dòng)復(fù)位按鍵； 4一看門狗電路；5—單片機(jī)；
[0027]6—數(shù)碼管；7—聲光報(bào)警電路； 8—無(wú)線收發(fā)模塊；
[0028]9—數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路；10—電池模塊；11 一地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型包括設(shè)置在煤礦井下采煤工作面隅角2-3處的支架2-4和安裝在支架2-4頂端且用于檢測(cè)采煤工作面隅角2-3氣體濃度的氣體傳感器模塊I，以及設(shè)置在煤礦井下且用于將氣體濃度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)經(jīng)無(wú)線中繼器發(fā)送至以太環(huán)網(wǎng)并最終傳至地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)11的氣體監(jiān)測(cè)儀;所述氣體監(jiān)測(cè)儀包括防爆外殼和布設(shè)在所述防爆外殼內(nèi)的電子線路板，以及布設(shè)在所述防爆外殼上的手動(dòng)復(fù)位按鍵3和數(shù)碼管6，所述電子線路板上集成有氣體監(jiān)測(cè)電路，所述氣體監(jiān)測(cè)電路包括單片機(jī)5和為所述氣體監(jiān)測(cè)電路中各用電模塊供電的電池模塊10，以及與單片機(jī)5相接的看門狗電路4和無(wú)線收發(fā)模塊8，所述單片機(jī)5的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換器2，所述單片機(jī)5的輸出端接有聲光報(bào)警電路7和數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路9，所述氣體傳感器模塊I包括CH4濃度傳感器1-1和CO濃度傳感器1-2，所述CH4濃度傳感器1-1的輸出端和CO濃度傳感器1-2的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器2的輸入端相接，所述手動(dòng)復(fù)位按鍵3的輸出端與看門狗電路4相接，所述數(shù)碼管6與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路9的輸出端相接。
[0030]本實(shí)施例中，煤礦井下采煤工作面隅角2-3的數(shù)量為2個(gè)，相應(yīng)所述支架2-4的數(shù)量和氣體傳感器模塊I的數(shù)量均為2個(gè)。
[0031]如圖2所示，本實(shí)施例中，所述單片機(jī)5包括單片機(jī)AT89S51。所述無(wú)線收發(fā)模塊8包括射頻芯片NRF903，所述射頻芯片NRF903的TXEN引腳、STBY引腳、CFG_CLK引腳、PWR_DWN弓丨腳、CEG_DATA引腳、CS引腳、C_SENCE引腳、DATA引腳、CLK_0UT引腳分別與所述單片機(jī)AT89S51的INTO引腳、SCK引腳、TXD引腳、Tl引腳、RXD引腳、WR引腳、AS引腳、A9引腳、AlO引腳相接，所述射頻芯片NRF903的ANTl引腳和ANT2引腳上接有天線ANT。
[0032]本實(shí)施例中，所述CH4濃度傳感器1-1的型號(hào)為S297939。
[0033]本實(shí)施例中，所述氣體傳感器模塊I還包括O2濃度傳感器1-3。所述O2濃度傳感器1-3的型號(hào)為70X-V。
[0034]如圖3所示，煤礦井下有采煤工作面2-2和煤礦采空區(qū)2-1，煤礦采空區(qū)2-1的氣流匯集在的采煤工作面隅角2-3處，使用本實(shí)用新型進(jìn)行采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)時(shí)，在采煤工作面隅角2-3處設(shè)置支架2-4，并在支架2-4頂端設(shè)置用于檢測(cè)采煤工作面隅角2-3氣體濃度的氣體傳感器模塊I，在煤礦井下其他位置設(shè)置氣體監(jiān)測(cè)儀，氣體傳感器模塊I采集采煤工作面隅角2-3處的氣體濃度并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給A/D轉(zhuǎn)換器2，A/D轉(zhuǎn)換器2將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出給單片機(jī)5，單片機(jī)5控制數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路9驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管6點(diǎn)亮，對(duì)單片機(jī)5接收到的氣體濃度進(jìn)行顯示，單片機(jī)5還將其接收到的氣體濃度信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的氣體濃度報(bào)警閾值進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)氣體濃度超過(guò)氣體濃度報(bào)警閾值時(shí)，控制聲光報(bào)警電路7發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員注意。另外，單片機(jī)5還能夠通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊8將氣體濃度信號(hào)和報(bào)警信號(hào)經(jīng)無(wú)線中繼器發(fā)送至以太環(huán)網(wǎng)并最終傳至地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)11進(jìn)行顯示指示，保證了生產(chǎn)工作的安全進(jìn)行。
[0035]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括設(shè)置在煤礦井下采煤工作面隅角(2-3)處的支架(2-4)和安裝在支架(2-4)頂端且用于檢測(cè)采煤工作面隅角(2-3)氣體濃度的氣體傳感器模塊(I)，以及設(shè)置在煤礦井下且用于將氣體濃度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)經(jīng)無(wú)線中繼器發(fā)送至以太環(huán)網(wǎng)并最終傳至地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)(I I)的氣體監(jiān)測(cè)儀;所述氣體監(jiān)測(cè)儀包括防爆外殼和布設(shè)在所述防爆外殼內(nèi)的電子線路板，以及布設(shè)在所述防爆外殼上的手動(dòng)復(fù)位按鍵(3)和數(shù)碼管(6)，所述電子線路板上集成有氣體監(jiān)測(cè)電路，所述氣體監(jiān)測(cè)電路包括單片機(jī)(5)和為所述氣體監(jiān)測(cè)電路中各用電模塊供電的電池模塊(10)，以及與單片機(jī)(5)相接的看門狗電路(4)和無(wú)線收發(fā)模塊(8)，所述單片機(jī)(5)的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換器(2)，所述單片機(jī)(5)的輸出端接有聲光報(bào)警電路(7)和數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路(9)，所述氣體傳感器模塊(I)包括CH4濃度傳感器(1-1)和CO濃度傳感器(1-2)，所述CH4濃度傳感器(1-1)的輸出端和CO濃度傳感器(1-2)的輸出端均與A/D轉(zhuǎn)換器(2)的輸入端相接，所述手動(dòng)復(fù)位按鍵(3)的輸出端與看門狗電路(4)相接，所述數(shù)碼管(6)與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路(9)的輸出端相接。2.按照權(quán)利要求1所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:煤礦井下采煤工作面隅角(2-3)的數(shù)量為2個(gè)，相應(yīng)所述支架(2-4)的數(shù)量和氣體傳感器模塊(I)的數(shù)量均為2個(gè)。3.按照權(quán)利要求1所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述單片機(jī)(5)包括單片機(jī)AT89S51。4.按照權(quán)利要求3所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述無(wú)線收發(fā)模塊(8)包括射頻芯片NRF903，所述射頻芯片NRF903的TXEN引腳、STBY引腳、CFG_CLK引腳、PWR_DWN引腳、CEG_DATA引腳、CS引腳、C_SENCE引腳、DATA引腳、CLK_OUT弓丨腳分別與所述單片機(jī)AT89S51的INTO引腳、SCK引腳、TXD引腳、Tl引腳、RXD引腳、WR引腳、A8引腳、A9引腳、AlO引腳相接，所述射頻芯片NRF903的ANTl引腳和ANT2引腳上接有天線ANT。5.按照權(quán)利要求1所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述CH4濃度傳感器(1-1)的型號(hào)為S297939。6.按照權(quán)利要求1所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述氣體傳感器模塊(I)還包括O2濃度傳感器(1-3)。7.按照權(quán)利要求6所述的采煤工作面隅角氣體無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述O2濃度傳感器(1-3)的型號(hào)為70X-V。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK205477750SQ201620046556
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日
【發(fā)明人】王偉峰, 李貝, 王楠, 張德桃, 郭英, 王旭
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué), 兗礦集團(tuán)有限公司, 兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦