[發明專利]一種煤礦瓦斯抽采智能管網壓力調控系統

有效

• 申請號: 202010823719.0
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112096352B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 張志剛;劉延保;申凱;周厚權;熊偉;巴全斌;楊利平;高振勇;郝光生;馬錢錢;樊正興;何俊
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21F7/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 王宏松

1.一種煤礦瓦斯抽采智能管網壓力調控系統，其特征在于，包括安設在管網上的M個壓力調節閥，分別為第1壓力調節閥、第2壓力調節閥、第3壓力調節閥閥、……、第M壓力調節閥，所述M為大于或者等于1的正整數，第m壓力調節閥包括壓力傳感器、壓力閥、控制器和無線收發模塊，所述m為小于或者等于M的正整數，壓力傳感器的壓力信號輸出端與控制器的壓力信號輸入端相連，控制器的流量調節端與壓力閥的調節輸入端相連，無線收發模塊的數據收發端與控制器的數據收發端相連；

還包括云端服務器，云端服務器向每個壓力調節閥發送壓力監測值，該壓力監測值包括壓力第一監測值和壓力第二監測值，所述壓力第二監測值大于壓力第一監測值，控制器通過無線收發模塊接收云端服務器發送的壓力監測值作為壓力預設閾值；該壓力預設閾值包括壓力預設第一閾值和壓力預設第二閾值，所述壓力預設第二閾值大于壓力預設第一閾值；

當其壓力傳感器監測的壓力值小于或者等于壓力預設第一閾值，或者壓力傳感器監測的壓力值大于或者等于壓力預設第二閾值，則控制器通過無線收發模塊向云端服務器發送壓力傳感器監測的壓力值，云端服務器接收到該壓力值后，云端服務器判斷接收到的壓力值與向壓力調節閥發送的壓力監測值間的關系：

若云端服務器接收到的壓力值小于或者等于向壓力調節閥發送的壓力第一監測值，則云端服務器向管網總控閥發送調節信號，使其管網壓力值增大；

若云端服務器接收到的壓力值大于或者等于向壓力調節閥發送的壓力第二監測值，則云端服務器向管網總控閥發送調節信號，使其管網壓力值減小；

當其壓力傳感器監測的壓力值大于壓力預設第一閾值且小于壓力預設第二閾值，則控制器向壓力閥發送開度調節命令。

2.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯抽采智能管網壓力調控系統，其特征在于，第m壓力調節閥還包括溫度傳感器，溫度傳感器的溫度信號輸出端與控制器的溫度信號輸入端相連。

3.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯抽采智能管網壓力調控系統，其特征在于，壓力傳感器包括：電阻R15的第一端與三極管Q3的基極相連，三極管Q3的發射極與電源地相連，三極管Q3的集電極分別與電阻R13的第一端和電阻R14的第一端相連，電阻R14的第二端分別與+12V電源電壓和場效應管Q1的漏極相連，電阻R13的第二端與場效應管Q1的柵極相連，場效應管Q1的源極分別與電阻R6的第一端和二極管D1的負極相連，電阻R6的第二端分別與三極管Q2的發射極和放大器U1A的反相輸入端相連，三極管Q2的集電極與壓力探測元件U2的電源輸入端，三極管Q2的基極與電阻R5的第一端相連，電阻R6的第二端與放大器U1A的輸出端相連，放大器U1A的正相輸入端分別與二極管D1的正極和電阻R16的第一端相連，電阻R16的第二端分別與二極管D2的負極和二極管D3的正極相連，二極管D2的正極與電源地相連，二極管D3的負極分別與電阻R1的第一端和電阻R2的第一端相連，電阻R1的第二端與電源地相連，電阻R2的第二端分別與可調電阻R4的第一端和放大器U1B的反相輸入端相連，可調電阻R4的第二端分別與放大器U1B的輸出端和放大器U1D的正相輸入端相連，放大器U1B的正相輸入端與電阻R3的第一端相連，電阻R3的第二端與電源地相連；壓力探測元件U2的電源地端與電源地相連，壓力探測元件U2的第一信號輸出端與電阻R7的第一端相連，壓力探測元件U2的第二信號輸出端與電阻R8的第一端相連，電阻R7的第二端分別與放大器U1C的反相輸入端和電阻R10的第一端相連，電阻R8的第二端分別與放大器U1C的同相輸入端和電阻R9的第一端相連，電阻R9的第二端與電源地相連，電阻R10的第二端分別與放大器U1C的輸出端和電阻R11的第一端相連，電阻R11的第二端分別與可調電阻R12的第一端和放大器U1D的反相輸入端相連，可調電阻R12的第二端和放大器U1D的輸出端分別與控制器的壓力信號輸入端相連，電阻R15的第二端與控制器的壓力工作輸出端相連。

4.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯抽采智能管網壓力調控系統，其特征在于，無線收發模塊包括：無線收發芯片U9的電源端VBAT1分別與電容C45的第一端、電阻R144的第一端、電容C65的第一端、電容C66的第一端和電壓轉換芯片U11的電壓輸出端OUTPUT相連，電容C45的第二端、電容C65的第二端和電容C66的第二端分別與電源地相連，電阻R144的第二端與電源指示燈LED3的正極相連，電源指示燈LED3的負極與電源地相連；電壓轉換芯片U11的電源電壓輸入端INPUT分別與電容C64的第一端、電容C65的第一端和電壓端VDD相連，電容C64的第二端、電容C65的第二端和電壓轉換芯片U11的接地端分別與電源地相連；無線收發芯片U9的收發信號端RFI_LF分別與電感L10的第一端和電感L11的第一端相連，電感L11的第二端與電源地相連，電感L10的第二端分別與電容C40的第一端和電容C42的第一端相連，電容C42的第二端與電源地相連，電容C40的第二端與電容C41的第一端相連，電容C41的第二端與收發切換器U7的信號端RF1相連；無線收發芯片U9的收發信號端RFO_LF與電感L13的第一端相連，電感L13的第二端分別與電感L17的第一端、電感L18的第一端、電容C51的第一端和電容C55的第一端相連，電容C55的第二端與電源地相連，電容C51的第二端與電感L14的第一端相連，電感L14的第二端分別與電容C50的第一端、電容C52的第一端和電感L15的第一端相連，電容C52的第二端與電源地相連，電容C50的第二端和電感L15的第二端分別與電容C49的第一端、電容C53的第一端和電感L16的第一端相連，電容C53的第二端與電源地相連，電容C49的第二端和電感L16的第二端分別與電容C54的第一端和收發切換器U7的信號端RF2相連，電容C54的第二端與電源地相連；電感L18的第二端分別與電容C57的第一端、電容C58的第一端、電容C59的第一端和無線收發芯片U9的穩壓電源端VR_PA，電容C57的第二端、電容C58的第二端和電容C59的第二端分別與電源地相連；收發切換器U7的電源電壓端VDD分別與電容C39的第一端和電壓端VDD相連，電容C39的第二端與電源地相連，收發切換器U7的信號收發端RFC與電容C46的第一端相連，電容C46的第二端分別與電容C47的第一端和電感L12的第一端相連，電容C47的第二端與電源地相連，電感L12的第二端分別與電容C48的第一端和天線焊盤SMA相連，電容C48的第二端與電源地相連，收發切換器U7的控制端CTRL分別與電阻R9的第一端和電容C56的第一端相連，電容C56的第二端與電源地相連，電阻R9的第二端與控制器的收發控制端PB5相連；無線收發芯片U9的電源電壓端VBAT2分別與電容C60的第一端、電容C61的第一端和電壓端VDD_RFS相連，無線收發芯片U9的接地端端GND分別與電容C60的第二端和電容C61的第二端和電源地相連；無線收發芯片U9的收發信號端RFO_HF和無線收發芯片U9的收發信號端RFI_LF分別與電源地相連；無線收發芯片U9的電源電壓端VBAT3分別與電容C62的第一端和電壓端VDD_RFS相連，電容C62的第二端與電源地相連；無線收發芯片U9的數字電源電壓端VR_DIG與電容C44的第一端相連，電容C44的第二端與電源地相連；無線收發芯片U9的模擬電源電壓端VR_ANA與電容C43的第一端相連，電容C43的第二端與電源地相連；無線收發芯片U9的時鐘端SCK與控制器的時鐘端PB13相連，無線收發芯片U9的串行數據輸出端MISO與控制器的串行數據輸入端PB14相連，無線收發芯片U9的串行數據輸入端MOSI與控制器的串行數據輸出端PB15相連，無線收發芯片U9的模式選擇輸入端NSS與控制器的模式選擇輸出端PB12相連，無線收發芯片U9的收發控制輸入端RXTX/RFMOD與控制器的收發控制輸出端PA7相連，無線收發芯片U9的復位觸發輸入端NRESET與控制器的復位觸發輸出端PA6相連。