[发明专利]矿用数字化气体参数测量预警系统

说明书

技术领域

    本发明主要涉及煤矿领域，尤其涉及一种矿用数字化气体参数测量预警系统。

背景技术

    矿用数字化气体参数测量预警系统包括有管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器，能自动、准确地监测管道内甲烷浓度、一氧化碳浓度、压力和温度等参数，具有甲烷浓度、一氧化碳浓度超限声光报警功能，能就地显示甲烷浓度、一氧化碳浓度的监测数值，并直接显示标准状态下被测甲烷气体的标况体积累积量，是适用于管道输送气体参数连续监测的固定式监测系统。然而，现有的红外甲烷传感器、一氧化碳传感器均存在诸多缺陷，无法直接使用到该装置中，需要重新设计。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种矿用数字化气体参数测量预警系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

矿用数字化气体参数测量预警系统，其特征在于：包括有安装在气体管道上的管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器，管道用红外甲烷传感器、管道用一氧化碳传感器的信号输出端共同接入计算机，计算机外接显示屏，所测得的气体参数在显示屏中显示，计算机与煤矿总控站联网通信，电源箱分别为各传感器、计算机、显示屏供电；所述的管道用红外甲烷传感器包括有单片机一，单片机一的频率输出接口通过红外光源驱动电路控制连接红外光源，红外光源向红外敏感元件间歇性发射红外光，红外敏感元件旁设有温度补偿模块一，红外敏感元件连接有软启动电源，软启动电源连接有保护电路，红外敏感元件的信号输出端接入差分放大电路的信号输入端，差分放大电路的三个信号输出端分别连接保护电路、A/D转换器一、信号输出电路一，A/D转换器一的数字信号输出端接入单片机一，温度补偿模块一的信号输出端通过A/D转换器二连接单片机一，单片机一连接有遥控器接收头，遥控器接收头与遥控器进行无线通信，单片机一还外接有声光报警接口、电流输出接口、振荡器、数码管一、存储器一、看门狗电路一；所述的管道用一氧化碳传感器，包括有单片机二、温度补偿模块二，单片机二的信号输入端连接有遥控调校器，遥控调校器连接有热催化电桥，热催化电桥的信号输出端连接线性放大电路一，线性放大电路一连接A/D转换器三，A/D转换器四接入单片机二，热催化电桥旁设有温度补偿模块二，温度补偿模块二通过线性放大电路二、A/D转换器四与单片机二连接，热催化电桥的电源端与开关电源之间连接有稳压电路，单片机二外接有声光报警电路、看门狗电路二、存储器二、信号输出电路二，单片机二还通过I/O接口连接有数码管二。

本发明的原理是：

1、管道用红外甲烷传感器

甲烷传感器上电后，软启动电源的电路开始给红外敏感元件加电，同时防误动作的保护电路工作，以防止开机误动作，经15s左右退出控制状态，此时单片机控制红外光源向红外敏感元件间歇性发射红外光，红外敏感元件进入稳定工作状态，将检测到的甲烷浓度信号送至差动放大器，由差放电路输出三路信号，一路送A/D转换，显示测量数值、判断并执行是否发出声光报警信号；一路送保护电路；一路经匹配放大后送信号输出电路，输出200～1000Hz或1～5mA信号。

当浓度达到预置报警点时，传感器发出声光报警信号；甲烷浓度下降到预置报警点以下时，自动解除声光报警信号；用遥控器调整传感器的零点、量程，而且具有掉电保护功能。

2、管道用一氧化碳传感器

热催化电桥采集到的信号经线性放大后，直接进行模拟数字转换，经单片机采集、进行温度补偿并且运算后，通过三位数码管显示CO的浓度值，同时输出与一氧化碳浓度相应的200-1000Hz频率信号。当一氧化碳的浓度超过报警值时，单片机产生间歇的声光报警信号。

本发明的优点是：

本发明作用齐全，是适用于管道输送气体参数连续监测的固定式监测系统，测量精度高、使用效果好，保证了实时采样和多点采样的准确性，并及时进行超标报警以及向煤矿总控站及时反映在线监测的情况。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为管道用红外甲烷传感器的原理框图。

图3为管道用一氧化碳传感器的原理框图。

具体实施方式

如图1-3所示，矿用数字化气体参数测量预警系统，包括有安装在气体管道4上的管道用红外甲烷传感器2、管道用一氧化碳传感器3，管道用红外甲烷传感器2、管道用一氧化碳传感器3的信号输出端共同接入计算机1，计算机1外接显示屏5，所测得的参数在显示屏5中显示，计算机1与煤矿总控站联网通信，电源箱6分别为各传感器2、3及计算机1、显示屏5供电；