[发明专利]基于容量检测的智能矿灯充电系统

说明书

技术领域

本发明属于电器充电管理技术领域，涉及一种智能充电系统，具体地说是一种煤矿用矿灯的基于容量检测的智能充电系统。

背景技术

目前煤矿用矿灯智能充电装置均采用比较器电路结构，工作时通过对矿灯充电电流进行分段比较来确定矿灯的充电状态，实际应用中存在着比较器芯片一致性较差，特别是作为比较器的运放零点漂移较大而且不一致以及各路矿灯充满后的电流消耗较小且不一致的问题，导致现有矿灯智能充电装置的状态采集准确性均较差。另外，现有的矿灯智能充电装置还存在着在检测矿灯充电过程中只能对有限的简单状态量(参数)进行采样处理，不能提供充分的电池使用状态和寿命依据以及不能全面检测电池充电电流及电池容量的问题，因此不能准确有效地对矿灯最关键器件电池的使用性能及使用寿命等进行综合评估。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构合理、操作方便、能为评价矿灯使用性能和使用寿命提供准确可靠的判断依据从而大大提高矿灯管理水平的基于容量检测的智能矿灯充电系统。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的基于容量检测的智能矿灯充电系统包括一个带有微处理计算机、键盘、LCD显示器、LED显示器的总控制器和1～8个输入/输出端与总控制器输出/输入端通讯联接的数据采集器，每个数据采集器的输出/输入端又各与1～8个数据采集终端的输入/输出端相联接。

本发明的技术方案还在于：总控制器通过至少2路通讯总线与数据采集器联接。

本发明的技术方案还在于：数据采集器由微处理计算机、至少一个通道AD转换电路、通讯总线接口电路组成，微处理计算机的输出/输入端依次通过通道AD转换电路和数据采集终端的输入/输出端相联接，通讯总线接口电路和总控制器的输出/输入端相联接。

本发明的技术方案还在于：数据采集终端由信号采样电路、小信号处理电路和信号放大及比较器基准修正电路组成，信号采样电路的输出/输入端经小信号处理电路通至信号放大及比较器基准修正电路的输入/输出端。

具体结构配置上，每隔矿区配备至少一个本发明所述的智能矿灯充电系统，内中的总控制器与数据采集器相联，数据采集器与数据采集终端相连，每个数据采集终端各管理一个对应矿灯灯位的充电情况。实际工作中，总控制器从每个数据采集器中收集数据信息，将收集的所有数据信息打包上传给总控制器的微处理计算机，并同时通过LCD显示器和LED显示器加以显示，用户可通过键盘与总控制器交互查询所需信息，总控制器则可根据用户需求分别输出矿灯充电系统的总电流及电压、每个灯位的充电电流、每个灯位的充电容量以及灯位充电异常信息等；数据采集器采集灯位充电电流并将充电电流信号进行预处理，再通过定时器计时并计算获取充电容量及故障等信息；数据采集终端对来自矿灯灯位的采样信号进行放大、滤波等处理，通过信号调理电路获得准确性更高的采样结果。

与现有技术相比，本发明以原始充电电流为依据，通过对矿灯关键部件电池容量及充电电流等重要参数的实时采样测量并通过高速微处理计算机采用全数字信号处理方法对采样数据进行实时数据预处理、计算、统计等，最终输出充分且可靠的电池充电及维护数据，以便对矿灯最关键器件电池的使用性能进行综合评估。本发明的结构合理、操作方便、外围器件少、电路运行稳定可靠，能为评价矿灯使用性能和使用寿命提供准确可靠的判断依据，从而在很大程度上提高了矿灯管理水平，使矿灯电池发挥出其全部性能，经济效益非常显著，宜于推广应用。

附图说明

图1为本发明所述智能矿灯充电系统的设计结构原理图。

图2为该系统中数据采集器部分的结构原理图。

图3为该系统中数据采集终端部分的结构原理图。

图中各标号名称分别是：1-总控制器，2-数据采集器，2a-微处理计算机，2b-通道AD转换电路，2c-通讯总线接口电路，3-数据采集终端，3a-信号采样电路，3b-小信号处理电路，3c-信号放大及比较器基准修正电路，4-微处理计算机，5-键盘，6-LCD显示器，7-LED显示器。

具体实施方式

参见附图，本发明所述的基于容量检测的智能矿灯充电系统由总控制器1、数据采集器2、数据采集终端3组成，其具体联接关系是：总控制器1与数据采集器2之间通过总线方式相连，每个总控制器1最多可联接8个数据采集器2；数据采集器2和数据采集终端3相联接，每个数据采集器2最多可联接8个数据采集终端3；每个数据采集终端3各管理一个对应矿灯灯位的充电情况；总控制器1与微处理计算机4采用总线方式联接，单总线时最多128个总控制器可共用一台计算机，键盘5、LCD显示器6及LED显示器7均与总控制器1联接。数据采集器2的结构如图2所示，它由微处理计算机2a、至少一个通道AD转换电路2b、通讯总线接口电路2c组成，微处理计算机2a的输出/输入端依次通过通道AD转换电路2b和数据采集终端3的输入/输出端相联接，通讯总线接口电路2c和总控制器1的输出/输入端相联接。数据采集终端3的结构如图3所示，它由信号采样电路3a、小信号处理电路3b和信号放大及比较器基准修正电路3c组成，信号采样电路3a的输出/输入端经小信号处理电路3b通至信号放大及比较器基准修正电路3c的输入/输出端。具体结构中，通道AD转换电路2b可采用型号为ATMEG16的器件，通讯总线接口电路2c可采用型号为MAX485的器件，信号采样电路3a可采用型号为LM324的器件，小信号处理电路可采用型号为LM324的器件，信号放大及比较器基准修正电路3c可采用型号为LM324的器件。