專利名稱：一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦環(huán)境中的通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在煤礦生產(chǎn)中，通常需要將井下煤機采集的數(shù)據(jù)信息傳送到井上的控制設(shè) 備，將控制設(shè)備發(fā)送的命令等信息傳送到井下。井上井下通信一般采用有線通信方式，進行 有線通信的介質(zhì)多為光纜、電纜等材料，其中雙絞線電纜較為普及，通常采用直接在井下鋪 設(shè)通信介質(zhì)的方式來部署其通信網(wǎng)絡(luò)。在通信過程中，根據(jù)技術(shù)和環(huán)境的不同，需要的介質(zhì) 也不同，如光纖以太網(wǎng)技術(shù)需要鋪設(shè)光纜等。在現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)中，井下的信號轉(zhuǎn)換、有線傳輸多是采用光纖、控制器局域網(wǎng) (CAN,Controller Area Network)總線、音頻調(diào)制解調(diào)等通信技術(shù)，均要求在礦井下鋪設(shè)有 光纜、電纜等通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并獨立占用至少一條線路以進行通信。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)中， 對于煤機信號傳輸，需要在井下單獨鋪設(shè)一條通信線路來進行通信。由于各煤礦環(huán)境的不 同，使得井上井下距離從幾公里到幾十公里不等，這對于距離以米計價的礦用電纜而言，成 本過于高昂。在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的實現(xiàn)方式中，需 要在井下單獨鋪設(shè)一條專用的通信線路進行煤機信號的傳輸，其成本過高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器及系統(tǒng)，利用井下電話機網(wǎng) 絡(luò)實現(xiàn)煤機信號的自動轉(zhuǎn)換與傳輸，降低成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是實施例提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器， 位于井下電話機機旁，礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器包括協(xié)議轉(zhuǎn)換器，調(diào)制解調(diào)器和分離 器，調(diào)制解調(diào)器通過電纜分別與協(xié)議轉(zhuǎn)換器和分離器連接，分離器還連接有電話線，其中，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用于將收到的煤機發(fā)送的上行煤機信號轉(zhuǎn)換成上行以太網(wǎng)信 號，并將所述上行以太網(wǎng)信號發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器；所述調(diào)制解調(diào)器，用于將接收到的所述上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸 的上行高頻模擬信號后發(fā)送給分離器；所述分離器，用于將接收到的所述上行高頻模擬信號按照頻分復(fù)用方式通過電話 線傳輸；禾口/ 或所述分離器，用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦懈哳l模擬信號發(fā)送至調(diào)制 解調(diào)器；所述調(diào)制解調(diào)器，用于將所述分離器發(fā)送的所述下行高頻模擬信號解調(diào)成下行以 太網(wǎng)信號后發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換器；
所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用于將接收到的所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的下行以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換成下行煤機信號后傳輸給煤機?？蛇x的，所述信號轉(zhuǎn)換器還包括電話隔離設(shè)備，其中，所述電話隔離設(shè)備，用于對接收到與其連接的井下電話機發(fā)送的上行語音信號進 行隔離處理，并將隔離處理后的上行語音信號發(fā)送給所述分離器；所述分離器，還用于接收所述電話隔離設(shè)備發(fā)送的上行語音信號，并對所述上行 語音信號與上行高頻模擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信 號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/ 或所述分離器，還用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C和語音的下行復(fù)合 信號分離成下行高頻模擬信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬信號發(fā)送給調(diào)制解 調(diào)器，將所述下行語音信號發(fā)送給電話隔離設(shè)備；所述電話隔離設(shè)備，用于對接收到所述分離器發(fā)送的下行語音信號進行隔離處理 后發(fā)送給所述井下電話機?？蛇x的，所述上行煤機信號為上行控制器局域網(wǎng)CAN信號；所述下行煤機信號為 下行CAN信號。 可選的，所述分離器至少包括信號接口、電話接口和電纜接口，其中，所述分離器通過信號接口接收所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的上行高頻模擬信號；所述分離器通過電話接口接收所述電話隔離設(shè)備發(fā)送的上行語音信號；所述分離器通過電纜接口將接收到的所述上行高頻模擬信號按照頻分復(fù)用方式 通過電話線傳輸；和/ 或所述分離器通過信號接口向所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送下行以太網(wǎng)信號；所述分離器通過電話接口向所述電話隔離設(shè)備發(fā)送下行語音信號；所述分離器通過電纜接口接收通過所述電話線傳輸?shù)南滦袕?fù)合信號?？蛇x的，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器集成在信號轉(zhuǎn)換器防爆箱中，或獨立 部署ο相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括礦用 隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器、煤機和井下電話機，礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器通過光纜分 別與煤機和井下電話機連接，其中，所述煤機，用于向礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送上行煤機信號；所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，用于將接收到煤機發(fā)送的上行煤機信號轉(zhuǎn)換 為上行以太網(wǎng)信號，并將所述上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸?shù)纳闲懈哳l模擬信 號后按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/ 或所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦懈?頻模擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，將所述以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤 機；所述煤機，用于接收礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送的下行煤機信號。
可選的，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，還用于將接收所述井下電話機發(fā)送的上行語音信號進行隔離處理，并將隔離處理后的上行語音信號與所述上行高頻模擬信號 進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信號按照頻分復(fù)用方式通過電話 線傳輸；和/或，將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C和語音的下行復(fù)合信號分離成 下行高頻模擬信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號， 將所述以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤機，將所述下行語音信號進行隔離處理 后發(fā)送給井下電話機。可選的，所述系統(tǒng)還包括中繼器，與分離器通過電話線連接，用于對所述電話線上的上行高頻模擬信號或 上行復(fù)合信號中的上行煤機信號進行放大，實現(xiàn)遠距離傳輸；和/或用于對所述電話線上 的下行煤機信號或下行復(fù)合信號中的下行煤機信號進行放大，實現(xiàn)遠距離傳輸?？蛇x的，所述中繼器集成在中繼器防爆箱中，或獨立部署。可選的，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器如上述。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述技術(shù)方案無須單獨鋪設(shè)井下光纜或電纜線路， 利用礦井下的電話線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)煤機信號的轉(zhuǎn)換與傳輸；同時，在煤機信號的傳輸不影 響井下電話機的使用，即在礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器工作時，利用電話線傳輸煤機信 號的同時，井下的電話機能夠正常進行語音通信。也就是說，本發(fā)明利用煤礦中普遍存在的 電話網(wǎng)絡(luò)進行信號傳輸和通信，無須單獨鋪設(shè)光纜或電纜線路，降低了煤礦的實施成本，安 全可靠。


圖1為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的應(yīng)用實例結(jié)構(gòu)示意 圖；圖5為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的裝配示意圖；圖6為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電氣原理圖。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結(jié)合附圖和實施 方式對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。請參閱圖1，為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖； 所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器包括協(xié)議轉(zhuǎn)換器11，調(diào)制解調(diào)器12和分離器13，調(diào)制 解調(diào)器12通過電纜分別與協(xié)議轉(zhuǎn)換器11和分離器13連接，分離器13還連接有電話線，其 中，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器11，用于將收到的煤機發(fā)送的上行煤機信號轉(zhuǎn)換成上行以太網(wǎng)信 號，并將所述上行以太網(wǎng)信號發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器12 ；和/或，將接收到所述調(diào)制解調(diào)器12 發(fā)送的下行以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換成下行煤機信號后通過電纜傳輸給煤機；也就是說，協(xié)議轉(zhuǎn)換器11能實現(xiàn)煤機信號CAN總線協(xié)議與以太網(wǎng)Modbus協(xié)議的協(xié)議互換。所述調(diào)制解調(diào)器12，用于將接收到協(xié)議轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換后的所述上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸?shù)纳闲懈哳l模擬信號，并將所述上行高頻模擬信號發(fā)送給分離器 13 ；和/或，將所述分離器13發(fā)送的所述下行高頻模擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，并將所 述下行以太網(wǎng)信號發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換器11 ；所述分離器13，用于將接收到調(diào)制解調(diào)器12調(diào)制后的所述上行高頻模擬信號按 照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或，將接收到通過電話線傳輸?shù)南滦懈哳l模擬信號 發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器12。本發(fā)明提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，無須單獨鋪設(shè)井下光纜或電纜線 路，能夠在不需要獨立占用通信線路的前提下，利用礦井下的電話線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)煤機信號的 轉(zhuǎn)換與傳輸；同時，由于將煤機信號轉(zhuǎn)換為適合電話線傳輸?shù)母哳l模擬信號，而語音傳輸信 號為低頻模擬信號，因此，該煤機信號的傳輸不影響井下電話機的使用，即在礦用隔爆兼本 安型信號轉(zhuǎn)換器工作時，利用電話線傳輸煤機信號的同時，井下的電話機能夠正常進行語 首通fe ο還請參閱圖2，為本發(fā)明中提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器的另一結(jié)構(gòu) 示意圖，在該如圖1所述實施例的基礎(chǔ)上，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器還可以包括 電話隔離設(shè)備14，其結(jié)構(gòu)示意圖詳見圖2，所述電話隔離設(shè)備14用于對接收到與其連接的 井下電話機發(fā)送的上行語音信號進行隔離處理，并將隔離處理后的上行語音信號發(fā)送給所 述分離器；其隔離的原因為在電話線路上傳輸?shù)恼Z音信號中含有交流電信號，用于給電 話機供電；電話隔離模塊中含有音頻變壓器，可以對交流電信號進行變壓，使其達到本安電 路安全要求(不產(chǎn)生電火花)；其隔離的目的就是井下使用的電話機有本安、防爆兩種，其 中本安電話機要求其掛接的電話線纜必須是滿足本安電路安全要求的。經(jīng)過隔離處理后， 本發(fā)明就可以掛接本安電話機了。(如掛接防爆電話機，則電話隔離設(shè)備可以移除；和/或， 對接收到所述分離器13發(fā)送的下行語音信號進行隔離處理，并將隔離處理后的下行語音 信號發(fā)送給所述井下電話機；其中，所述分離器13，還用于接收電話隔離設(shè)備發(fā)送的所述 上行語音信號，并對所述上行語音信號與上行高頻模擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù) 合信號，并將所述上行復(fù)合信號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸，通過電話線傳輸給井 上對應(yīng)的設(shè)備；和/或，將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C和語音的下行復(fù)合信號 分離成下行高頻模擬信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬信號發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器 12，將所述下行語音信號發(fā)送給電話隔離設(shè)備14。在該實施例中，所述上行煤機信號為數(shù)字信號，在該實施例中以上行控制器局域 網(wǎng)CAN信號為例，但并不限于此；相應(yīng)的，所述下行煤機信號也以下行CAN信號為例，但并不 限于此。可選的，在該實施例中，所述分離器至少包括信號接口、電話接口和電纜接口，其 中，所述分離器通過信號接口接收所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的上行高頻模擬信號，和/或，通過 信號接口向所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送下行以太網(wǎng)信號；所述分離器通過電話接口接收所述電話隔離設(shè)備發(fā)送的上行語音信號，和/或通 過電話接口向所述電話隔離設(shè)備發(fā)送下行語音信號；所述分離器通過電纜接口將接收到的所述上行高頻模擬信號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或通過電纜接口接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦袕?fù)合信號。可選的，在該實施例中，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器可以集成在信號轉(zhuǎn)換器防爆箱中，也可以獨立部署在井下，本實施例不作限制。本發(fā)明利用礦井下的電話線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)煤機信號的轉(zhuǎn)換與傳輸；同時，由于將煤機 信號轉(zhuǎn)換為適合電話線傳輸?shù)母哳l模擬信號，而語音傳輸信號為低頻模擬信號，因此，將該 煤機信號轉(zhuǎn)換為高頻模擬信號后，與語音傳輸按照不同的頻率復(fù)用到井下電話線上，即按 照不同的頻段通過井下電話線進行新型號傳輸，也就是說，在礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換 器工作時，利用電話線傳輸煤機信號的同時，井下的電話機能夠正常進行語音通信。本發(fā)明無須單獨鋪設(shè)光纜或電纜線路，利用煤礦中普遍存在的電話網(wǎng)絡(luò)進行信號 傳輸，且不影響井下電話的使用，降低了煤礦的實施成本，安全可靠，符合國家煤安要求，具 有安全系數(shù)高，穩(wěn)定可靠，無人工操作等優(yōu)點，適用于掘、采、護等多種煤機設(shè)備。還請參閱圖3，為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖，所述系統(tǒng)包括礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器31、煤機32和井下電話機33，礦用隔爆兼 本安型信號轉(zhuǎn)換器31通過電纜分別與煤機32和井下電話機33連接，其中，所述煤機32，用于向礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器31發(fā)送上行煤機信號，或接收 礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器31發(fā)送的下行煤機信號；其中，所述上行煤機信號以上行控 制器局域網(wǎng)CAN信號為例；所述下行煤機信號以下行CAN信號為例，但并不限于此。所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器31，用于將接收到煤機32發(fā)送的上行煤機信 號轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號，并將所述以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸?shù)纳闲懈哳l模擬信號 后按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或?qū)⒔邮盏酵ㄟ^所述電話線傳輸?shù)南滦懈哳l模 擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，將所述以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤機32。在該實施例中，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器31如上述如1或圖2所示，即 可以包括協(xié)議轉(zhuǎn)換器311，調(diào)制解調(diào)器312和分離器313，調(diào)制解調(diào)器通過電纜分別與協(xié)議 轉(zhuǎn)換器和分離器連接，分離器還連接有電話線；還可以包括電話隔離設(shè)備314，其具體的功 能和作用詳見上述，在此不再贅述?？蛇x的，當所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器需要同時傳輸煤機信號和語音信號 時，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，還用于將接收所述井下電話機33發(fā)送的上行語音 信號進行隔離處理，并將隔離處理后的上行語音信號與所述上行高頻模擬信號進行高低頻 處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/ 或，將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C和語音的下行復(fù)合信號分離成下行高頻模擬 信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，將所述以太網(wǎng) 信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤機，將所述下行語音信號進行隔離處理后發(fā)送給井下 電話機33?？蛇x的，如果井上和井下的距離比較遠，在分離器和與對應(yīng)上網(wǎng)井上設(shè)備的電話 線之間可以增加一個或多個中繼器，其中，所述中繼器，與分離器通過電話線連接，用于對 所述電話線上的上行高頻模擬信號、上行復(fù)合信號中的上行煤機信號、下行煤機信號或下 行復(fù)合信號中的下行煤機信號進行放大，實現(xiàn)遠距離傳輸。其中，所述中繼器可以集成在中繼器防爆箱中，也可以獨立部署，本實施例不作限 制。
本發(fā)明無須單獨鋪設(shè)光纜或電纜線路，完全利用煤礦中普遍存在的電話網(wǎng)絡(luò)進行 煤機信號的傳輸和語音通信，有效降低成本費，并且安全可靠。還請參閱圖4，為本發(fā)明提供的礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的應(yīng)用實例結(jié)構(gòu)示意圖，在該實施例中，包括安裝在井下電話機40旁邊的礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器 防爆箱(下述簡稱信號轉(zhuǎn)換器防爆箱)41，安裝在其中的礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器(下 述簡稱信號轉(zhuǎn)換器)42、其中，所述信號轉(zhuǎn)換器42包括協(xié)議轉(zhuǎn)換器421、調(diào)制解調(diào)器422、 分離器423和電話隔離設(shè)備424，三者通過電纜順序連接。還包括煤機43，通過井下電話 線的連接電纜通過電纜引入裝置引入進信號轉(zhuǎn)換器防爆箱41的箱體中，與該箱體中的協(xié) 議轉(zhuǎn)換器421連接；而電話隔離設(shè)備424分別與井下電話機40和分離器423連接。其中，信號轉(zhuǎn)換器防爆箱41中，煤機43的引入電纜連接到協(xié)議轉(zhuǎn)換器421上，協(xié) 議轉(zhuǎn)換器421與調(diào)制解調(diào)器422相連，調(diào)制解調(diào)器422再連接到分離器423的信號口上；井 下電話機40的引入電纜連接到電話隔離設(shè)備424上，電話隔離設(shè)備424連接到分離器423 的電話口上；電話線的引入電纜連接到分離器423的電纜口上。話線不再直接連接井下電 話機。在該實施例中，井下電話機40不再直接連接井下電話線；而是通過礦用隔爆兼本安 型信號轉(zhuǎn)換器與電話線連接。進一步，如果井上井下的距離比較遠，則需要在分離器423與井上連接的電話線 的中間增加一個中繼器44，或者幾個中繼器，用于放大通過電話線傳輸?shù)拿簷C信號，以便于 煤機信號能清楚的傳輸?shù)綄?yīng)的井上設(shè)備46，比如數(shù)字線路接入復(fù)用器等。在該實施例中， 中繼器44可以安裝在中繼器防爆箱45中，中繼器防爆箱45通常安裝在井下電話線路的中 間位置，分別將電話線的局、戶端引入至中繼器防爆箱45中與中繼器的局、戶端進行連接。在該實施例中，對于上行，煤機43通過電纜將發(fā)送的上行CAN信號傳輸至信號轉(zhuǎn) 換器防爆箱的協(xié)議轉(zhuǎn)換器421中，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器421轉(zhuǎn)換成上行以太網(wǎng)信號后，傳輸給調(diào) 制解調(diào)器422進行調(diào)制，調(diào)制解調(diào)器422將上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合于電話線傳輸?shù)纳?行高頻模擬信號，并將該上行高頻模擬信號再傳輸給分離器；同時，如果井下需要和井上進 行通話，井下電話40通過電纜將上行語音信號傳輸至信號轉(zhuǎn)換器防爆箱42中，信號轉(zhuǎn)換器 防爆箱42中的電話隔離設(shè)備424對所述上行語音信號進行隔離處理(其隔離的原因和目 的詳見上述，在此不再贅述)，并將隔離后的上行語音信號發(fā)送給分離器423，分離器423用 于接收電話隔離設(shè)備424發(fā)送的所述上行語音信號，并對所述上行語音信號和上行高頻模 擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信號按照頻分復(fù)用方式通 過電話線傳輸，即通過電話線傳輸給井上對應(yīng)的設(shè)備；也就是說，將上行模擬信號與上行語 音信號一起按高低頻復(fù)用通過電話線傳輸?shù)骄?，從而實現(xiàn)利用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上行煤 機信號的轉(zhuǎn)換與傳輸，其轉(zhuǎn)換和傳輸并不影響上行語音信號的傳輸。對于下行，所述分離器423接收到通過電話線傳輸下行煤機、語音復(fù)合信號，也就 是說，井上對應(yīng)的設(shè)備通過電纜和電話線向井下的信號轉(zhuǎn)換器防爆箱中的分離器423傳輸 下行煤機、語音復(fù)合信號，分離器423將所述下行煤機、語音復(fù)合信號分離成下行高頻模擬 信號及下行語音信號(即下行低頻語音信號)，并將下行模擬信號發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器422解 調(diào)，并將解調(diào)后的下行以太網(wǎng)信號傳輸至協(xié)議轉(zhuǎn)換器421，協(xié)議轉(zhuǎn)換器421將下行以太網(wǎng)信 號轉(zhuǎn)換成下行CAN總線信號，傳回給煤機43 ；以及分離器423將下行語音信號發(fā)送至電話 隔離設(shè)備424進行隔離處理后，發(fā)送給井下電話機40;從而利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)下行煤機信號、語音信號的接收。進一步，無論是上行信號，還是下行信號的傳輸，還可以通過中繼器防爆箱中的中 繼器來傳輸?shù)拿簷C信號、語音信號和/或二者的復(fù)合信號，中繼器只對其中的煤機信號(比 如高頻模擬信號等)進行放大，對語音信號不做處理，從而實現(xiàn)煤機信號遠距離傳輸。還請參閱圖5，為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的裝配示意 圖，如圖5所示外部電纜通過防爆接線柱2弓丨入到礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換防爆箱(簡 稱信號轉(zhuǎn)換器防爆箱)的腔體中。在信號轉(zhuǎn)換器防爆箱中，分離器7、漏電斷路器8、開關(guān)電 源9、變壓器10、熔斷器座11、熔斷器芯12分別裝配在正對信號轉(zhuǎn)換器防爆箱的箱體門的 主板上；協(xié)議轉(zhuǎn)換器4、調(diào)制解調(diào)器5分別裝配在信號轉(zhuǎn)換器防爆箱的箱體左側(cè)壁板上。在 中繼器防爆箱中，中繼器3、漏電斷路器8、開關(guān)電源9、變壓器10、熔斷器座11、熔斷器芯12 分別裝配在正對信號轉(zhuǎn)換器防爆箱的箱體門的主板上；變壓器6直接置于信號轉(zhuǎn)換器防爆 箱的箱體底板上。還請參閱圖6，為本發(fā)明提供的一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電氣原理 圖，如圖6所示，其電氣原理為外部電纜通過防爆接線柱引入到防爆箱腔體。在第一個防 爆箱中，AC1140V電源線引入后，連接熔斷器座11、熔斷器芯12后接到變壓器10上，變壓器 將其變壓成AC220V后，給開關(guān)電源9供電。開關(guān)電源9分出DC9V、DC24V兩路電壓，其中 DC9V供給調(diào)制解調(diào)器5，DC24V供給協(xié)議轉(zhuǎn)換器4、電話隔離設(shè)備13。對于上行，煤機電纜 引入后，接到協(xié)議轉(zhuǎn)換器4的CAN-Η、CAN-L 口上，即將上行煤機信號發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換器4 ； 協(xié)議轉(zhuǎn)換器4將上行煤機信號轉(zhuǎn)換成上行以太網(wǎng)信號，再通過以太網(wǎng)口與調(diào)制解調(diào)器5連 接，調(diào)制解調(diào)器5將上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成上行高頻模擬信號后，通過銅雙絞線連接到分 離器7的MODEM 口，將上行高頻模擬信號發(fā)送給分離器7。井下電話機電纜連接到電話隔離 設(shè)備13上，電話隔離設(shè)備13對上行語音信號進行隔離處理，再連接到分離器7的PHONE 口 中。分離器7對所述上行語音信號與上行高頻模擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信 號，并將所述上行復(fù)合信號按照頻分復(fù)用方式，通過其LINE 口連接的電話線電纜傳輸給井 上對應(yīng)的設(shè)備。對于下行，其電路原理與上行完全一樣，實現(xiàn)情形上文已有表述，在此不再 贅述。在中繼器防爆箱中，外部電纜通過防爆接線柱2引入到中繼器爆防箱腔體中。電 源線引入后，連接熔斷器座11、熔斷器芯12后接到變壓器10上，變壓器變壓后給開關(guān)電源 9供電。開關(guān)電源9分出DC48V給變壓器6供電。變壓器6給中繼器3供電。電話線電纜 引入后，其局端連接到中繼器3的局端線上，戶端連接到中繼器3的戶端線上。中繼器3對 經(jīng)過其的上、下行高頻模擬信號進行放大。本發(fā)明提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器及系統(tǒng)，利用井下現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò) 能實現(xiàn)煤機信號的轉(zhuǎn)換與傳輸，且不影響原有電話語音的傳輸。其系統(tǒng)，由礦用隔爆兼本安 型信號轉(zhuǎn)換器、中繼器以及其兩個防爆箱構(gòu)成，礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器安裝在井下 靠近煤機的電話機旁邊，分別與煤機、井下電話機、井下電話線進行連接；中繼器安裝在井 下電話線路的中間。通電后，通過配套的軟件程序，采集掛接的煤機的實時數(shù)據(jù)，并自動進 行協(xié)議轉(zhuǎn)換與傳輸。本發(fā)明無須單獨鋪設(shè)光纜或電纜線路，利用煤礦中普遍存在的電話網(wǎng) 絡(luò)進行信號傳輸和通信，降低了煤礦的實施成本，安全可靠。本發(fā)明符合國家煤安要求，具 有安全系數(shù)高，穩(wěn)定可靠，無人工操作等優(yōu)點，適用于掘、采、護等多種煤機設(shè)備。
通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助 軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更 佳的實施方式。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，位于井下電話機機旁，其特征在于，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換器，調(diào)制解調(diào)器和分離器，調(diào)制解調(diào)器通過電纜分別與協(xié)議轉(zhuǎn)換器和分離器連接，分離器還連接有電話線，其中，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用于將收到的煤機發(fā)送的上行煤機信號轉(zhuǎn)換成上行以太網(wǎng)信號，并將所述上行以太網(wǎng)信號發(fā)送給調(diào)制解調(diào)器；所述調(diào)制解調(diào)器，用于將接收到的所述上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸?shù)纳闲懈哳l模擬信號后發(fā)送給分離器；所述分離器，用于將接收到的所述上行高頻模擬信號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或所述分離器，用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦懈哳l模擬信號發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器；所述調(diào)制解調(diào)器，用于將所述分離器發(fā)送的所述下行高頻模擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號后發(fā)送給協(xié)議轉(zhuǎn)換器；所述協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用于將接收到的所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的下行以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換成下行煤機信號后傳輸給煤機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括電話隔離設(shè)備，其中，所述電話隔離設(shè)備，用于對接收到與其連接的井下電話機發(fā)送的上行語音信號進行隔 離處理，并將隔離處理后的上行語音信號發(fā)送給所述分離器；所述分離器，還用于接收所述電話隔離設(shè)備發(fā)送的上行語音信號，并對所述上行語音 信號與上行高頻模擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信號按 照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸； 和/或所述分離器，還用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C和語音的下行復(fù)合信 號分離成下行高頻模擬信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬信號發(fā)送給調(diào)制解調(diào) 器，將所述下行語音信號發(fā)送給電話隔離設(shè)備；所述電話隔離設(shè)備，用于對接收到所述分離器發(fā)送的下行語音信號進行隔離處理后發(fā) 送給所述井下電話機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述上行煤機信號為上行控制器 局域網(wǎng)CAN信號；所述下行煤機信號為下行CAN信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信號轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述分離器至少包括信號接 口、電話接口和電纜接口，其中，所述分離器通過信號接口接收所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的上行高頻模擬信號； 所述分離器通過電話接口接收所述電話隔離設(shè)備發(fā)送的上行語音信號； 所述分離器通過電纜接口將接收到的所述上行高頻模擬信號按照頻分復(fù)用方式通過 電話線傳輸； 和/或所述分離器通過信號接口向所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送下行以太網(wǎng)信號； 所述分離器通過電話接口向所述電話隔離設(shè)備發(fā)送下行語音信號；所述分離器通過電纜接口接收通過所述電話線傳輸?shù)南滦袕?fù)合信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的信號轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型 信號轉(zhuǎn)換器集成在信號轉(zhuǎn)換器防爆箱中，或獨立部署。
6.一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括礦用隔爆兼本安型信號 轉(zhuǎn)換器、煤機和井下電話機，礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器通過電纜分別與煤機和井下電 話機連接，其中，所述煤機，用于向礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送上行煤機信號；所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，用于將接收到煤機發(fā)送的上行煤機信號轉(zhuǎn)換為上 行以太網(wǎng)信號，并將所述上行以太網(wǎng)信號調(diào)制成適合電話線上傳輸?shù)纳闲懈哳l模擬信號后 按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，用于將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦懈哳l模 擬信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，將所述以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤機；所述煤機，用于接收礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器發(fā)送的下行煤機信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器，還用 于將接收所述井下電話機發(fā)送的上行語音信號進行隔離處理，并將隔離處理后的上行語音 信號與所述上行高頻模擬信號進行高低頻處理，得到上行復(fù)合信號，并將所述上行復(fù)合信 號按照頻分復(fù)用方式通過電話線傳輸；和/或，將接收到通過所述電話線傳輸?shù)南滦忻簷C 和語音的下行復(fù)合信號分離成下行高頻模擬信號和下行語音信號，并將所述下行高頻模擬 信號解調(diào)成下行以太網(wǎng)信號，將所述以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)換為下行煤機信號后發(fā)送給煤機，將所 述下行語音信號進行隔離處理后發(fā)送給井下電話機。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括中繼器，與分離器通過電話線連接，用于對所述電話線上的上行高頻模擬信號或上行 復(fù)合信號中的上行煤機信號進行放大，實現(xiàn)遠距離傳輸；和/或用于對所述電話線上的下 行煤機信號或下行復(fù)合信號中的下行煤機信號進行放大，實現(xiàn)遠距離傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器集成在中繼器防爆箱中，或獨立部署。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器 如權(quán)利要求1至5任一項所述。
全文摘要
本發(fā)明提供一種礦用隔爆兼本安型信號轉(zhuǎn)換器及系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號轉(zhuǎn)換器、中繼器以及對應(yīng)的防爆箱，信號轉(zhuǎn)換器安裝在井下靠近煤機的井下電話機旁邊，分別與煤機、井下電話機、井下電話線進行連接；中繼器安裝在井下電話線路的中間。通電后，通過配套的軟件程序，采集掛接的煤機的實時數(shù)據(jù)，并自動進行協(xié)議轉(zhuǎn)換與傳輸。本發(fā)明無須單獨鋪設(shè)光纜或電纜線路，利用煤礦中普遍存在的電話網(wǎng)絡(luò)進行煤機信號傳輸，且不影響井下電話的使用，降低了煤礦的實施成本，安全可靠。本發(fā)明符合國家煤安要求，具有安全系數(shù)高，穩(wěn)定可靠，無人工操作等優(yōu)點，適用于掘、采、護等多種煤機設(shè)備。
文檔編號H04M11/06GK101848292SQ20101015203
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者劉洋, 盧帆, 常進強, 潘偉生, 袁愛進, 郭長城 申請人:三一重型裝備有限公司