[發明專利]礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統及其供電方法

在審

• 申請號: 201911079894.7
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110707785A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 朱秀明;張展睿;魏鵬宇;劉偉明;姜多
• 申請（專利權）人: 長春東煤高技術股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/04
• 代理公司: 22204 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司
• 代理人: 仲偉清

本發明公開了礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統及其供電方法，包括電源模塊、電源分配模塊、無線模塊、供電模塊、CPU控制模塊和CAN總線模塊，所述電源模塊與電源分配模塊相連，所述電源分配模塊、無線模塊、供電模塊與CPU控制模塊相連，所述供電模塊與無線模塊相連，所述無線模塊與CAN總線模塊相連，實現井下使用甲烷傳感器的無線應用及在無線應用場景中可以在井下直接進行充電、放電，無需升井維護、充電、檢測的效果。

技術領域

本發明涉及礦用甲烷傳感器領域，特別是一種礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統及其供電方法。

背景技術

國內現有激光甲烷傳感器大多采用有線傳輸方式，在礦山工作面上隅角處使用非常不便，少數廠家可以做到無線數據傳輸，但由于電池電量有限，經常需要替換傳感器整機，替換下來到地面進行充電。井下頻繁的移動充電導致傳感器維護量過大。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供一種礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統及其供電方法。

為實現以上目的提供以下技術方案：

礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統，包括電源模塊、電源分配模塊、無線模塊、供電模塊、CPU控制模塊和CAN總線模塊，所述電源模塊與電源分配模塊相連，所述電源分配模塊、無線模塊、供電模塊與CPU控制模塊相連，所述供電模塊與無線模塊相連，所述無線模塊與CAN總線模塊相連，所述電源模塊包括U2降壓電路和電源接口，所述電源分配模塊包括二極管、U3充電電路、U4降壓電路和U5升壓電路，所述供電模塊包括三極管和MOS管，CPU控制模塊包括MCU，所述電源接口與U2降壓電路連接，所述二極管、U3充電電路與U2降壓電路連接，所述二極管、U4降壓電路、U5升壓電路與供電模塊的三極管和MOS管相連，三極管與MCU相連，所述電池分配模塊包括電池接口，所述電源模塊通過模數轉換器與MCU相連。

礦用無線甲烷傳感器子母式充電系統的供電方法，包括以下步驟：

S1：將傳感器插入本安電源，電源模塊的U2降壓電路將5V電源輸出給電源分配模塊的U3充電電路，對電池進行充電；

S2：此時電源分配模塊的二極管導通電源分配模塊的U4降壓電路和U5升壓電路獲得5V電壓，MOS管截止，電池不對外輸出電量；

S3：U2降壓電路的模數轉換器檢測到電壓，CPU控制模塊的MCU將供電模式轉換成母模式即充電模式，導通供電模塊的三極管和MOS管，傳感元件工作正常，記錄傳感元件數值，顯示傳感元件數值，開啟無線模塊接收檢測數值，開啟CAN總線模塊將接收到的數值及檢測到的數值打包上傳到上一級設備；

S4：本安電源充好后，拔出，U2降壓電路無輸出，U3充電電路停止對電池進行充電，電源分配模塊的二極管截止，MOS管導通對外輸出電量，U4降壓電路和U5升壓電路獲得電池的電壓；

S5：U2降壓電路的模數轉換器檢測不到電壓，CPU控制模塊的MCU將供電模式轉換成子模式，導通供電模塊的三極管和MOS管，傳感元件工作正常，記錄傳感元件數值，顯示傳感元件數值，開啟無線模塊接收檢測數值，關閉CAN總線模塊。

本發明的有益效果為：

實現井下使用甲烷傳感器的無線應用及在無線應用場景中可以在井下直接進行充電、放電，無需升井維護、充電、檢測的效果。

通過電源分配模塊做到電源的電池充放電的瞬間切換，不影響整個系統的正常工作，同時對于電源切換的瞬間通過二極管的正反向切換保護了電池和本安電源，在煤礦領域做到本安性能。在通過MCU有對本安電源的有無確認電源是否切換，已實現這個系統真正的模式切塊。這種切換機制，既保證了電源的瞬間切換，又保證了整個系統在煤礦井下使用的安全性，同時保證了系統軟件模式的切換。

附圖說明