專利名稱：基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安全監(jiān)控裝置，尤其是一種用于煤礦巷道的甲烷檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置一般都是由不間斷電源、本安電源和甲烷傳感器組成的甲烷檢測(cè)基本電路，這種甲烷檢測(cè)基本電路雖然在正常情況下也能監(jiān)控煤礦巷道的甲烷濃度，但是也存在一定的安全隱患，例如，當(dāng)甲烷傳感器的供電電路出現(xiàn)故障或內(nèi)部開路等情況，甲烷傳感器已經(jīng)無法正常工作時(shí)，此時(shí)煤礦巷道的甲烷實(shí)際處于無監(jiān)控狀態(tài)，即使甲烷濃度已經(jīng)超標(biāo)，人們?nèi)匀粺o法意識(shí)到危險(xiǎn)的存在，這必然導(dǎo)致較大的安全隱患。鑒于上述缺陷，如何改進(jìn)甲烷檢測(cè)處理模塊及甲烷檢測(cè)系統(tǒng)供電已經(jīng)成為本領(lǐng)域 技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，解決了掘進(jìn)機(jī)斷電時(shí)甲烷傳感器無法工作的問題，該控制系統(tǒng)不僅可以檢測(cè)甲烷是否超標(biāo)，還可以判定甲烷傳感器是否斷電、故障，大大提高了煤礦甲烷檢測(cè)技術(shù)水準(zhǔn)，減少了甲烷檢測(cè)誤判定。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置，包括不間斷電源、本安電源和甲烷傳感器，其特征在于檢測(cè)裝置中還設(shè)有甲烷信號(hào)處理模塊，所述的甲烷信號(hào)處理模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)光二極管組、與非門判斷單元、驅(qū)動(dòng)單元、繼電器，所述甲烷信號(hào)處理模塊的輸入端通過甲烷傳感器同時(shí)采集甲烷濃度的電流信號(hào)和與該電流信號(hào)成線性比例關(guān)系的頻率信號(hào)，其中電流信號(hào)包括與甲烷濃度安全對(duì)應(yīng)的安全電流信號(hào)和與甲烷濃度超標(biāo)對(duì)應(yīng)的恒流斷電信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元同步將所述的電流信號(hào)和頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)后，再通過發(fā)光二極管組傳遞給與非門判斷單元判斷；當(dāng)甲烷濃度信號(hào)超標(biāo)時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊將輸出對(duì)應(yīng)的5mA恒流斷電信號(hào)，或當(dāng)甲烷傳感器出現(xiàn)故障及斷電時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸入端將無法獲得相應(yīng)的頻率信號(hào)，均由驅(qū)動(dòng)單元的繼電器從甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中甲烷信號(hào)處理模塊至少設(shè)有一組發(fā)出甲烷檢測(cè)信息的輸出端。在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中甲烷傳感器正常工作時(shí)發(fā)出的與該濃度信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)為200Ηζ-1000Ηζ，當(dāng)甲烷傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)小于200Hz，當(dāng)甲烷傳感器斷電時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)為OHz ;在甲烷傳感器提供的當(dāng)斷電信號(hào)等于5mA時(shí)或頻率信號(hào)小于200Hz時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于在檢測(cè)裝置中還設(shè)有甲烷信號(hào)處理模塊，甲烷信號(hào)處理模塊采集甲烷傳感器的兩個(gè)信號(hào)，即甲烷濃度超標(biāo)時(shí)對(duì)應(yīng)的5mA恒流斷電信號(hào)和甲烷傳感器正常工作時(shí)發(fā)出的200Ηζ-1000Ηζ頻率信號(hào)，無論是哪一種信號(hào)異常，即當(dāng)斷電信號(hào)等于5mA時(shí)，或頻率信號(hào)小于200Hz時(shí)，都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲烷濃度和甲烷傳感器工作狀態(tài)的雙監(jiān)控，提高了基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置的可靠性。由于甲烷信號(hào)處理模塊設(shè)有多組能夠發(fā)出甲烷檢測(cè)信息的輸出端，即可以通過這些輸出信號(hào)送往PLC，或啟動(dòng)應(yīng)急設(shè)備(如通風(fēng)設(shè)備等)，或同時(shí)向多個(gè)工作面發(fā)送報(bào)警信號(hào)
坐寸ο

圖I為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的電氣原理框圖；圖2是甲烷信號(hào)處理模塊的電原理圖。圖中，1、UPS不間斷電源；2、本安電源；3、甲烷信號(hào)處理模塊；4、甲烷傳感器。
具體實(shí)施方式
·附圖非限制性地公開了本實(shí)用新型實(shí)施例的電原理圖，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。由圖I可見，本實(shí)用新型是在由不間斷電源I、本安電源2和甲烷傳感器4組成的基本甲烷檢測(cè)裝置的基礎(chǔ)上，增設(shè)了甲烷信號(hào)處理模塊3，甲烷信號(hào)處理模塊3的輸入端通過甲烷傳感器4同時(shí)采集甲烷濃度的電流信號(hào)和與該電流信號(hào)成線性比例關(guān)系的頻率信號(hào)，其中電流信號(hào)包括與甲烷濃度安全對(duì)應(yīng)的安全電流信號(hào)和與甲烷濃度超標(biāo)對(duì)應(yīng)的恒流斷電信號(hào)，它們通過轉(zhuǎn)換單元中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路形成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)通過發(fā)光二極管組再經(jīng)過與非門判斷單元判斷后，由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)繼電器從甲烷信號(hào)處理模塊3的輸出端發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)；當(dāng)斷電信號(hào)等于5mA時(shí)，或頻率信號(hào)小于200Hz時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，反之，輸出端都發(fā)出安全信號(hào)。在本實(shí)施例中，信號(hào)I對(duì)應(yīng)于與甲烷濃度對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)，信號(hào)2對(duì)應(yīng)于反映甲烷傳感器4工作狀態(tài)的頻率信號(hào)。在本實(shí)施例中，不間斷電源I連接220V交流電為本安電源2不間斷供電，本安電源2轉(zhuǎn)換成12V直流電為甲烷傳感器4及甲烷信號(hào)處理模塊3提供工作電源。由圖2可見，所述的甲烷信號(hào)處理模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)光二極管組、與非門判斷單元、驅(qū)動(dòng)單元、繼電器，工作時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊3的輸入端通過甲烷傳感器4同時(shí)采集甲烷濃度超標(biāo)時(shí)對(duì)應(yīng)甲烷濃度的電流信號(hào)和與該電流信號(hào)成線性比例關(guān)系的頻率信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元同步將甲烷的電流信號(hào)和頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)通過發(fā)光二極管組再經(jīng)過與非門判斷單元判斷；當(dāng)甲烷濃度信號(hào)超標(biāo)時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊3將輸入對(duì)應(yīng)的恒流斷電信號(hào)，或當(dāng)甲烷傳感器4出現(xiàn)故障時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊3的輸入端獲得的頻率信號(hào)將小于200Hz，當(dāng)甲烷傳感器4斷電時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊3的輸入端無法獲得相應(yīng)的頻率信號(hào)，無論是甲烷濃度信號(hào)超標(biāo)時(shí)，還是當(dāng)甲烷傳感器4出現(xiàn)故障及斷電時(shí)，均由驅(qū)動(dòng)單元的繼電器從甲烷信號(hào)處理模塊3的輸出端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在本實(shí)施例中，甲烷信號(hào)處理模塊3具有三個(gè)輸出端，每個(gè)輸出端設(shè)有雙開雙閉的觸點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)單元通過三個(gè)繼電器來改變輸出端中所述觸點(diǎn)的位置。使用中可以根據(jù)甲烷傳感器4的靈敏度或工作特性調(diào)節(jié)報(bào)警參數(shù)，例如，如果選用KG9701A (O. 00-4. 00) % CH4型號(hào)的甲烷傳感器4，當(dāng)甲烷達(dá)到選擇調(diào)節(jié)報(bào)警參數(shù)時(shí)，斷電信號(hào)等于5mA，或當(dāng)甲烷傳感器4如何原因?qū)е骂l率信號(hào)小于200Hz時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊3的輸出端都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，反之，輸出端都會(huì)發(fā)出安全信號(hào) 。
權(quán)利要求1.一種基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置，包括不間斷電源、本安電源和甲烷傳感器，其特征在于檢測(cè)裝置中還設(shè)有甲烷信號(hào)處理模塊，所述的甲烷信號(hào)處理模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)光二極管組、與非門判斷單元、驅(qū)動(dòng)單元、繼電器，所述甲烷信號(hào)處理模塊的輸入端通過甲烷傳感器同時(shí)采集甲烷濃度的電流信號(hào)和與該電流信號(hào)成線性比例關(guān)系的頻率信號(hào)，其中電流信號(hào)包括與甲烷濃度安全對(duì)應(yīng)的安全電流信號(hào)和與甲烷濃度超標(biāo)對(duì)應(yīng)的恒流斷電信號(hào)；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元同步將所述的電流信號(hào)和頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)后，再通過發(fā)光二極管組傳遞給與非門判斷單元判斷； 當(dāng)甲烷濃度信號(hào)超標(biāo)時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊將輸入對(duì)應(yīng)的5mA恒流斷電信號(hào)，或當(dāng)甲烷傳感器出現(xiàn)故障及斷電時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸入端將無法獲得相應(yīng)的頻率信號(hào)，均由驅(qū)動(dòng)單元的繼電器從甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置，其特征在于甲烷信號(hào)處理模塊至少設(shè)有一組發(fā)出甲烷檢測(cè)信息的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置，其特征在于甲烷傳感器正常工作時(shí)發(fā)出的與該濃度信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)為200Ηζ-1000Ηζ，當(dāng)甲烷傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)小于200Hz，當(dāng)甲烷傳感器斷電時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)為OHz ;在甲烷傳感器提供的當(dāng)斷電信號(hào)等于5mA時(shí)或頻率信號(hào)小于200Hz時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于煤礦的甲烷檢測(cè)裝置，包括不間斷電源、本安電源和甲烷傳感器，檢測(cè)裝置中設(shè)有甲烷信號(hào)處理模塊，該模塊包括信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、發(fā)光二極管組、與非門判斷單元、驅(qū)動(dòng)單元、繼電器，其輸入端通過甲烷傳感器同時(shí)采集甲烷濃度的電流信號(hào)和與該電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元同步將所述電流信號(hào)和頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)通過發(fā)光二極管組傳給與非門判斷單元判斷；當(dāng)甲烷濃度信號(hào)超標(biāo)時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊將輸出對(duì)應(yīng)的5mA恒流斷電信號(hào)，或當(dāng)甲烷傳感器出現(xiàn)故障及斷電時(shí)，甲烷信號(hào)處理模塊的輸入端將無法獲得相應(yīng)的頻率信號(hào)，均由驅(qū)動(dòng)單元的繼電器從甲烷信號(hào)處理模塊的輸出端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
文檔編號(hào)G01N27/00GK202693509SQ201220204810
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者王志剛, 楊雪林, 劉德林, 王艷杰, 蔣國際 申請(qǐng)人:中傳重型裝備有限公司