[實用新型]一種基于MEMS技術(shù)的煤礦皮帶火災(zāi)紅外監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520679113.9
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN205016019U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐輝;羅海珠;王剛;于貴生;王帥;王大強;許健;李艷增;王偉;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種皮帶火災(zāi)監(jiān)測裝置，尤其是基于MEMS技術(shù)，實現(xiàn)煤礦井下煤塵、潮濕環(huán)境下的皮帶火災(zāi)紅外監(jiān)測預(yù)警的裝置。

背景技術(shù)

煤炭是我國的主要能源，煤炭工業(yè)的健康發(fā)展對于國家可持續(xù)戰(zhàn)略的順利實施、構(gòu)建和諧社會具有重要的意義。近幾年，我國煤炭安全形勢趨于好轉(zhuǎn)，但重特大事故仍居高不下。而在火災(zāi)事故中，皮帶事故占有較大的比例。皮帶運輸是我國現(xiàn)階段煤礦井下、煤礦露天開采、非煤礦山、洗煤廠地面運輸?shù)戎饕倪\輸方式。尤其煤礦井下運輸，皮帶火災(zāi)問題一直是煤礦安全生產(chǎn)的主要外因火災(zāi)之一，給煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)帶來隱患。

根據(jù)致災(zāi)原因的不同，可以將皮帶火災(zāi)分為皮帶摩擦原因引起的火災(zāi)和非皮帶摩擦原因引起的火災(zāi)兩種前者主要是由皮帶被卡死，主動滾筒完全打滑、托輥被卡死與皮帶之間發(fā)生高速摩擦生熱引起；后者主要是由皮帶輸送機電機和主滾筒之間的液壓聯(lián)軸節(jié)的過熱保護不良，過熱的油蒸汽噴出與空氣中的氧氣作用導(dǎo)致火災(zāi)，以及皮帶上的煤自燃發(fā)熱引燃皮帶而引起的皮帶輸送機火災(zāi)。根據(jù)研究表明，通過對皮帶運行過程中重點部位的監(jiān)測，可以有效實現(xiàn)對皮帶火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報，從而避免火災(zāi)的發(fā)生。

我國現(xiàn)階段主要采用煙霧傳感、PN結(jié)半導(dǎo)體測溫、光纖測溫以及紅外線測溫等技術(shù)實現(xiàn)皮帶火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警。其中，紅外線測溫方法是利用高溫物體發(fā)射紅外線強弱不同，通過非接觸式測試被測物體的紅外線輻射強度，間接獲得待測物體溫度的一種技術(shù)。紅外測溫裝置可以將皮帶被測部位的紅外光學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號，通過有線或無線的方式將數(shù)據(jù)傳送至井下基站，再通過信號線將數(shù)據(jù)傳輸至井下和地面調(diào)度中心，根據(jù)數(shù)據(jù)研判皮帶溫度是否發(fā)生異常，采取相應(yīng)報警及降溫措施。紅外測溫技術(shù)因其測量精度高、測溫范圍大、距離遠、成本低以及非接觸式測量，逐漸成為皮帶火災(zāi)監(jiān)測的主要方法之一。

但是針對煤礦井下特殊環(huán)境來說，紅外線測溫法也存在一些問題：第一，體積大，一般的紅外測溫儀長度在十幾厘米左右，井下巷道中由于斷面大小有限，應(yīng)盡量減小測量儀器的體積；第二，紅外探頭落灰，井下的煤塵在潮濕的環(huán)境下于紅外探頭上形成一層煤塵膜，現(xiàn)有的鏡頭吹掃器難以吹掃干凈，必須依靠人工進行擦拭，人力成本提高，測溫效率及穩(wěn)定性大幅降低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的，是為克服現(xiàn)有火災(zāi)紅外監(jiān)測裝置在煤礦井下應(yīng)用中存在的體積大、易落灰等問題，提供一種基于MEMS技術(shù)(MicroElectroMechanicalsystems，即微電子機械系統(tǒng))的防塵火災(zāi)紅外測溫裝置。

采用的技術(shù)方案是：

一種基于MEMS技術(shù)的煤礦皮帶火災(zāi)紅外監(jiān)測裝置，包括外殼和火災(zāi)紅外監(jiān)測機構(gòu)，其特征在于：

火災(zāi)紅外監(jiān)測機構(gòu)，包括紅外測溫模塊、CPU模塊、存儲模塊、無線發(fā)射模塊、電源模塊和防塵機構(gòu)，殼體為防爆殼體；

紅外測溫模塊、CPU模塊、存儲模塊、無線發(fā)射模塊和電源模塊利用MEMS技術(shù)集成在殼體內(nèi)，并通過總線對應(yīng)接口連接。

防塵機構(gòu)，包括紅外透射薄膜、主動輪、從動輪、第一導(dǎo)向輪和第二導(dǎo)向輪。

從動輪裝設(shè)在殼體上端右側(cè)的右防爆護罩內(nèi)，第一導(dǎo)向輪裝設(shè)在右防爆護罩內(nèi)的左上角處。主動輪由電機帶動，裝設(shè)在殼體上端左側(cè)的左防爆護罩內(nèi)，第三導(dǎo)向輪裝設(shè)在左防爆護罩內(nèi)的右上角處，紅外測溫模塊在殼體內(nèi)，位于右防爆護罩和左防爆護罩之間，紅外透射薄膜繞設(shè)在從動輪上，紅外透射薄膜的另一端經(jīng)第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪后繞設(shè)在主動輪上，紅外透射薄膜將殼體上端口封住，防止灰塵進入。

使用時，將本實用新型設(shè)置在煤礦巷道內(nèi)，實時監(jiān)測皮帶及其托輥的溫度，提供給地面上的計算機。

本實用新型的特點是：紅外信息采集與發(fā)送系統(tǒng)采用MEMS技術(shù)實現(xiàn)紅外測溫模塊、CPU模塊、存儲模塊、無線發(fā)射模塊以及電源模塊的微電子機械系統(tǒng)集成，實現(xiàn)了紅外測溫裝置的集成化與小型化，并為紅外測溫技術(shù)在煤礦皮帶火災(zāi)監(jiān)測領(lǐng)域提供了有效的技術(shù)途徑，溫度測量精度可達到±0.1℃，測量時間0.5s，測量距離30m，紅外線光譜測量范圍8～20μm。集成為一個整體單元的微型紅外測溫裝置，并通過裝置內(nèi)的定時/計數(shù)器與CPU模塊控制防塵裝置內(nèi)紅外透射薄膜的定時轉(zhuǎn)動更新，有效解決了煤礦井下潮濕粉塵等不利條件對紅外線接收模塊鏡頭的干擾。無線發(fā)射模塊將采集到的溫度信息通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏斨镣ㄓ嵒荆⑼ㄟ^基站最終將信號傳輸至地面工控機，即可實現(xiàn)了皮帶溫度的實時、在線監(jiān)測與煤礦皮帶火災(zāi)的提前預(yù)警。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。