[實(shí)用新型]礦用無線自組網(wǎng)測(cè)溫裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920032011.2
• 申請(qǐng)日: 2009-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN201392249Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉坤;鄧軍;文虎;王偉峰;鄭學(xué)召;吳建斌;徐林生;程方明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安森蘭科貿(mào)有限責(zé)任公司;西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K7/02
• 分類號(hào): G01K7/02;G01K7/16;E21F17/18;G01K7/18;G08C17/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 徐秦中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于礦用火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別是一種礦用無線自組網(wǎng)測(cè)溫裝置，主要用于監(jiān)測(cè)煤田易自燃區(qū)域所在地面鉆孔內(nèi)的溫度及其變化趨勢(shì)。

背景技術(shù)

目前，在判斷煤炭自燃的燃燒程度和范圍時(shí)，溫度是最直接、最準(zhǔn)確的指標(biāo)，它受外部因素的影響較小，只要確定某處煤炭的溫度及其分布，就能分析給定煤的自燃程度和范圍，另外，溫度測(cè)定法既可以用于煤炭自燃預(yù)報(bào)，也可用于火源探測(cè)。地面鉆孔溫度測(cè)定法主要是針對(duì)煤或圍巖的溫度測(cè)定，它是在易發(fā)生自燃的火區(qū)上部利用儀器探測(cè)熱流量或利用布置在測(cè)溫鉆孔內(nèi)的傳感器來測(cè)定溫度，根據(jù)測(cè)取的溫度場(chǎng)用溫度反演法來確定自燃火區(qū)火源的位置。這種方法主要用于火源埋藏深度淺、火源溫度高或已燃燒較長(zhǎng)時(shí)間的火區(qū)?，F(xiàn)有的鉆孔溫度方式是分別對(duì)各個(gè)鉆孔內(nèi)測(cè)溫信息進(jìn)行記錄，或者將各個(gè)鉆孔內(nèi)的測(cè)溫探頭用導(dǎo)線連接到儀器，所以其安裝、維護(hù)工作量大，特別是探頭引線極易破壞，在實(shí)際應(yīng)用中受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的限制，不宜大面積探火采用，只能在較小的范圍實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的問題是：預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)范圍較大、且可實(shí)時(shí)采集溫度信息的礦用無線自組網(wǎng)測(cè)溫裝置。

解決上述問題的技術(shù)方案是：所提供的礦用無線自組網(wǎng)測(cè)溫裝置，包括多個(gè)Zigbee無線傳輸模塊、溫度變送器、插在所需監(jiān)測(cè)地面的測(cè)溫鉆孔中的熱電阻或熱電偶，其中每個(gè)熱電阻或熱電偶分別與一個(gè)溫度變送器的輸入端連接，每個(gè)溫度變送器的輸出端分別與一個(gè)Zigbee無線傳輸模塊連接，電源接在溫度變送器與Zigbee無線傳輸模塊之間。

熱電阻或熱電偶將鉆孔內(nèi)的溫度變化信號(hào)輸入溫度變送器，溫度變送器處理后輸出一個(gè)與被測(cè)溫度成線性關(guān)系的恒流信號(hào)到Zigbee無線傳輸模塊，Zigbee無線傳輸模塊以自組網(wǎng)的方式將收集的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域及時(shí)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警和定位，從而做出合理決策并采取相應(yīng)的指導(dǎo)措施，確保煤礦能夠安全高效的生產(chǎn)。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)是將熱電阻或熱電偶直接與溫度變送器的輸入端連接，且與溫度變送器封裝在一個(gè)護(hù)殼內(nèi)，使它們?nèi)诤蠟橐惑w。

上述的熱電阻或熱電偶優(yōu)選Pt100鉑電阻或熱電偶，溫度變送器優(yōu)選SBWZ型溫度變送器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用了Zigbee無線傳輸模塊所形成的自組網(wǎng)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的無線傳送，具有便于鋪設(shè)、免予維護(hù)、工作量小的優(yōu)點(diǎn)，正常工作時(shí)間可達(dá)1～2年，能在線連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤田自然發(fā)火區(qū)域地面各個(gè)鉆孔內(nèi)溫度的變化趨勢(shì)，對(duì)溫度異常變化能及時(shí)預(yù)警和定位。本實(shí)用新型所形成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)具備自組織、自愈功能，能適應(yīng)煤礦領(lǐng)域復(fù)雜環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求。另外，本實(shí)用新型將溫度變送器與測(cè)溫?zé)犭娮杌驘犭娕既跒橐惑w，消除了常規(guī)測(cè)溫方法中連接導(dǎo)線所產(chǎn)生的誤差，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝和維護(hù)，而且其抗震防潮及耐溫性能較好。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型整體系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的電源快速關(guān)斷保護(hù)電路

具體實(shí)施方式

如圖1所示：在需要監(jiān)測(cè)的煤田自然發(fā)火區(qū)域地面，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況按設(shè)定間距鉆若干測(cè)溫孔，將由鉑熱電阻(或熱電偶)和溫度變送器組成的測(cè)溫單元1插入孔中，插入測(cè)溫孔的深度一般為3～5米。每個(gè)測(cè)溫單元1的輸出端連接一個(gè)Zigbee無線傳輸模塊2，這些Zigbee無線傳輸模塊2便自行組成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)。煤層溫度的變化會(huì)影響測(cè)溫孔內(nèi)的溫度變化，當(dāng)測(cè)溫孔溫度變化時(shí)，測(cè)溫單元的鉑熱電阻的阻值(或熱電偶的熱電勢(shì))會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，鉑電阻輸出電阻信號(hào)(或熱電偶輸出的熱電勢(shì)信號(hào))送到溫度變送器模塊，經(jīng)過濾波、轉(zhuǎn)換放大后，再由線性電路對(duì)溫度與電阻(或電勢(shì))的非線性關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償，經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路后輸出一個(gè)與被測(cè)溫度成線性關(guān)系的4～20mA的恒流信號(hào)。該恒流信號(hào)送入Zigbee無線傳輸模塊2，Zigbee無線傳輸模塊通過其內(nèi)部的微處理器處理，將4～20mA的恒流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值，將采集的溫度信息周期性地通過無線自組網(wǎng)的形式實(shí)時(shí)傳送到網(wǎng)關(guān)3，再由網(wǎng)關(guān)3通過RS232串行接口送入監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)也可以輸出到監(jiān)控中心的局域網(wǎng)，將收集的信息進(jìn)行分析，從而對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域及時(shí)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警和定位。