[發明專利]礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201210525208.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103018281A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 付華;顧東;邵良杉;王雨虹;徐耀松;謝國民;閆孝姮;盧萬杰;魏林;閻馨;賀愛萍;王偉麗;謝森
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于礦井檢測技術領域，特別涉及一種礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置及方法。

背景技術

目前，傳統的災害預警裝置，體積龐大，且不適宜在進行惡劣環境下長時間工作，檢測精度受到環境的影響，同時也使瓦斯傳感器非線性輸出問題加劇，導致對井下信息的監控造成不利影響。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置及方法，以達到實時對煤礦井下瓦斯檢測預警、簡化裝置結構、提高抗干擾能力、提高反應速度、加強靈活性、實現預警等級劃分和簡化操作的目的。

一種礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置，包括瓦斯檢測單元和預警處理單元；其中，瓦斯單元包括瓦斯傳感器和信號濾波處理電路；預警處理單元包括電源模塊和主處理器；其中：主處理器是用于根據瓦斯濃度與電壓信號的線性關系計算當前環境下瓦斯濃度，并根據計算出的瓦斯濃度所屬等級輸出預警信號的裝置。

采用礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置進行檢測的方法，包括如下步驟：

步驟1、啟動裝置，采用瓦斯傳感器對當前環境下的瓦斯濃度進行測量，并對瓦斯濃度信號所產生的電壓信號進行濾波；

步驟2、采用主處理器根據瓦斯濃度與電壓信號的線性關系計算當前環境下瓦斯濃度；

步驟3、判斷步驟2中計算出的瓦斯濃度所屬等級并輸出相應預警信號；其中，

當瓦斯濃度在1%-1.5%范圍內時，主處理器輸出一級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在1.5%-1.8%范圍內時，主處理器輸出二級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在1.8%-2.5%范圍內時，主處理器輸出三級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在2.5%-4%范圍內時，主處理器輸出四級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在4%-5%范圍內時，主處理器輸出五級報警信號至外部預警電路。

步驟2所述的瓦斯濃度與電壓信號的線性關系，滿足如下公式：

C=0.3V???????????????????????（1）

其中，C是瓦斯濃度；V是電壓模擬信號。

本發明優點：

一種礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置及方法，該裝置體積小巧，對抗外界干擾能力強，反應速度快，靈活性強，且對預警進行明確等級劃分，使得操作人員使用更加方便；并借助智能檢測技術、嵌入式技術、微處理器技術等手段，突破了傳統瓦斯預警檢測裝置預警效果差、檢測精度低等問題。

附圖說明

圖1為本發明一種實施例的裝置結構框圖；

圖2為本發明一種實施例的主處理器電路原理圖；

圖3為本發明一種實施例的信號濾波處理電路原理圖；

圖4為本發明一種實施例的礦用智能瓦斯災害預警檢測方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明一種實施例做進一步說明。

一種礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置，如圖1所示，包括瓦斯檢測單元和預警處理單元；其中，瓦斯單元包括瓦斯傳感器和信號濾波處理電路；預警處理單元包括電源模塊和主處理器；其中：主處理器是用于根據瓦斯濃度與電壓信號的線性關系計算當前環境下瓦斯濃度，并根據計算出的瓦斯濃度所屬等級輸出預警信號的裝置。

如圖2和圖3所示，本發明實施例中，主處理器采用STM32F103型號，信號濾波處理電路的信號1引腳與主處理器的第20引腳相連。信號濾波處理電路的信號2引腳與主處理器的第21引腳相連，濾波電路的輸入端連接瓦斯傳感器的輸出端。

采用礦用智能瓦斯災害預警檢測裝置進行檢測的方法，如圖4所示，包括如下步驟：

步驟1、啟動裝置，采用瓦斯傳感器對當前環境下的瓦斯濃度進行測量，并對瓦斯濃度信號所產生的電壓信號進行濾波；

步驟2、采用主處理器根據瓦斯濃度與電壓信號的線性關系計算當前環境下瓦斯濃度；

步驟2所述的瓦斯濃度與電壓信號的線性關系，滿足如下公式：

C=0.3V????????????????????（1）

其中，C是瓦斯濃度；V是電壓模擬信號。

步驟3、判斷步驟2中計算出的瓦斯濃度所屬等級并輸出相應預警信號；其中，

當瓦斯濃度在1%-1.5%范圍內時，主處理器輸出一級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在1.5%-1.8%范圍內時，主處理器輸出二級報警信號至外部預警電路；

當瓦斯濃度在1.8%-2.5%范圍內時，主處理器輸出三級報警信號至外部預警電路；