[發明專利]礦井粉塵在線監測監控系統

無效

• 申請號: 200710014276.5
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101105140A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 程學珍;王吉岱;劉玫;孫愛芹;陳兆柱;李維贊;李亮報;李兆慶;童培國;彭立正;王永寶;孫玉超;高守峰;趙家陽;劉乾;宋維軍;劉文軍;曲銀鳳;王鳳瑛
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;山東東山礦業有限責任公司新驛煤礦
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F5/00;G08B21/16
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種礦井的安全監測監控系統，尤其涉及一種礦塵的安全監測監控系統。

背景技術

礦井開采過程中各個工序都會產生大量的粉塵，粉塵濃度高達1000～3000mg/m³，工人在此環境中作業，必將吸入大量粉塵而導致塵肺病，據煤礦統計資料表明平均每年死于塵肺病者比同期井下工人傷亡人數高一倍左右；另外，粉塵具有爆炸性，嚴重威脅礦井的安全生產。為此必須采取有效措施，控制粉塵的擴散和飛揚，使巷道風流中的粉塵濃度降至安全值以下，以保證井下作業環境的衛生條件，保障工人的身體健康，促進礦井安全生產。目前，粉塵濃度監測技術主要采用的方法是短時間采樣測塵和長時間連續監測并重，并逐步向連續監測發展。短時間采樣測塵是定時定點采集空氣中的粉塵，測量速度快，但不及長時間連續監測數據的準確和可靠，不能實時反映作業場所的粉塵狀況。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦井粉塵在線監測監控系統，其具有粉塵濃度自動監測、并能實現自動語音報警、降塵等功能。

為解決上述技術問題，本發明包括可與現場總線相連接的控制器，控制器與粉塵傳感器、語音報警裝置、噴霧裝置和電源連接。

上述控制器內設置有單片機數據采集控制模塊和485/CAN轉換通訊模塊，

可檢測和顯示一路粉塵信號、可接2路紅外探測器和2路水流開關輸入信號、可控制2路電磁閥，具有RS232、RS485、CAN總線接口。

上述控制器可多個并聯在CAN總線上與網絡分站連接，網絡分站通過光電適配器與上位機處理系統連接。

上述語音報警裝置包括語音箱、語音合成模塊和語音信號傳輸模塊，語音信號傳輸模塊連接語音箱和控制器，語音合成模塊與語音箱連接。

上述噴霧裝置包括紅外傳感器、電磁閥、水流繼電器、噴頭和管路，電磁閥與紅外傳感器連接，水流繼電器設置在電磁閥和噴頭之間的管路中。

上述電源采用交流直流變換開關電源，開關電源包括輸入整流電路，輸入整流電路與變換器連接，變換器再與輸出整流電路連接，變換器由逆變器、控制電路和保護電路組成。

上述交流直流變換開關電源采用127V交流輸入、12V直流輸出的方式供電。

本發明的有益效果是：由于控制器與粉塵傳感器、語音報警裝置和噴霧裝置連接，因此可實現粉塵濃度的在線實時自動監測，并實現自動報警、降塵等功能，同時將CAN總線應用于礦井監測監控系統，實現了數據的遠距離傳輸；采用交流直流變換開關電源，先將交流電整流成直流電，再將直流逆變成交流電，再整流輸出成所需要的直流電壓，省去了下線性電源中的變壓器，以及電壓反饋電路，同時逆變電路完全是數字調整，能夠達到非常高的調整精度。

附圖說明

圖1本發明的結構框圖；

圖2為本發明所述控制器的電路原理圖；

圖3為本發明所述的語音信號傳輸模塊的電路原理圖；

圖4為本發明所述的交流直流變換開關電源的工作流程圖；

圖5為本發明所述的交流直流變換開關電源的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明，??如附圖1所示，本發明包括一組連接在CAN總線上的控制器，每個控制器內設置有單片機數據采集模塊和485/CAN轉換通訊模塊，并可檢測和顯示一路粉塵信號，可接2路紅外探測器和2路水流開關輸入信號，可控制2路電磁閥，并具有RS232、RS485、CAN總線接口，可以實現數據遠傳；每個控制器與粉塵傳感器、語音報警裝置和噴霧裝置連接，粉塵傳感器檢測礦井內的粉塵濃度，并將數據傳輸給控制器。

語音報警裝置包括語音箱、語音合成模塊和語音信號傳輸模塊組成，語音箱采用阻抗為16歐姆、功率為5W揚聲器加紅綠雙色原形點陣LED顯示，采用本質安全電壓12V供電，并加入了看門狗技術，以防止系統死機，提高了系統的穩定性，具有發光亮度高，可視視角寬，功耗小等特點。語音箱負責接收控制器發送來的命令，根據情況輸出不同的語音提示；語音信號傳輸模塊與語音箱和控制器連接，該模塊與控制器之間采用RS485通信，使語音箱與控制器的距離可延伸至1200米；語音合成模塊采用目前最先進的文本到語音輸出的技術，通過異步串口接收待合成的文本，可直接通過PWM輸出方式驅動語音箱，亦可外接單支三極管驅動語音箱，可實現文本到聲音的轉換。