[发明专利]矿井粉尘在线监测监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井的安全监测监控系统，尤其涉及一种矿尘的安全监测监控系统。

背景技术

矿井开采过程中各个工序都会产生大量的粉尘，粉尘浓度高达1000～3000mg/m³，工人在此环境中作业，必将吸入大量粉尘而导致尘肺病，据煤矿统计资料表明平均每年死于尘肺病者比同期井下工人伤亡人数高一倍左右；另外，粉尘具有爆炸性，严重威胁矿井的安全生产。为此必须采取有效措施，控制粉尘的扩散和飞扬，使巷道风流中的粉尘浓度降至安全值以下，以保证井下作业环境的卫生条件，保障工人的身体健康，促进矿井安全生产。目前，粉尘浓度监测技术主要采用的方法是短时间采样测尘和长时间连续监测并重，并逐步向连续监测发展。短时间采样测尘是定时定点采集空气中的粉尘，测量速度快，但不及长时间连续监测数据的准确和可靠，不能实时反映作业场所的粉尘状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井粉尘在线监测监控系统，其具有粉尘浓度自动监测、并能实现自动语音报警、降尘等功能。

为解决上述技术问题，本发明包括可与现场总线相连接的控制器，控制器与粉尘传感器、语音报警装置、喷雾装置和电源连接。

上述控制器内设置有单片机数据采集控制模块和485/CAN转换通讯模块，

可检测和显示一路粉尘信号、可接2路红外探测器和2路水流开关输入信号、可控制2路电磁阀，具有RS232、RS485、CAN总线接口。

上述控制器可多个并联在CAN总线上与网络分站连接，网络分站通过光电适配器与上位机处理系统连接。

上述语音报警装置包括语音箱、语音合成模块和语音信号传输模块，语音信号传输模块连接语音箱和控制器，语音合成模块与语音箱连接。

上述喷雾装置包括红外传感器、电磁阀、水流继电器、喷头和管路，电磁阀与红外传感器连接，水流继电器设置在电磁阀和喷头之间的管路中。

上述电源采用交流直流变换开关电源，开关电源包括输入整流电路，输入整流电路与变换器连接，变换器再与输出整流电路连接，变换器由逆变器、控制电路和保护电路组成。

上述交流直流变换开关电源采用127V交流输入、12V直流输出的方式供电。

本发明的有益效果是：由于控制器与粉尘传感器、语音报警装置和喷雾装置连接，因此可实现粉尘浓度的在线实时自动监测，并实现自动报警、降尘等功能，同时将CAN总线应用于矿井监测监控系统，实现了数据的远距离传输；采用交流直流变换开关电源，先将交流电整流成直流电，再将直流逆变成交流电，再整流输出成所需要的直流电压，省去了下线性电源中的变压器，以及电压反馈电路，同时逆变电路完全是数字调整，能够达到非常高的调整精度。

附图说明

图1本发明的结构框图；

图2为本发明所述控制器的电路原理图；

图3为本发明所述的语音信号传输模块的电路原理图；

图4为本发明所述的交流直流变换开关电源的工作流程图；

图5为本发明所述的交流直流变换开关电源的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，  如附图1所示，本发明包括一组连接在CAN总线上的控制器，每个控制器内设置有单片机数据采集模块和485/CAN转换通讯模块，并可检测和显示一路粉尘信号，可接2路红外探测器和2路水流开关输入信号，可控制2路电磁阀，并具有RS232、RS485、CAN总线接口，可以实现数据远传；每个控制器与粉尘传感器、语音报警装置和喷雾装置连接，粉尘传感器检测矿井内的粉尘浓度，并将数据传输给控制器。

语音报警装置包括语音箱、语音合成模块和语音信号传输模块组成，语音箱采用阻抗为16欧姆、功率为5W扬声器加红绿双色原形点阵LED显示，采用本质安全电压12V供电，并加入了看门狗技术，以防止系统死机，提高了系统的稳定性，具有发光亮度高，可视视角宽，功耗小等特点。语音箱负责接收控制器发送来的命令，根据情况输出不同的语音提示；语音信号传输模块与语音箱和控制器连接，该模块与控制器之间采用RS485通信，使语音箱与控制器的距离可延伸至1200米；语音合成模块采用目前最先进的文本到语音输出的技术，通过异步串口接收待合成的文本，可直接通过PWM输出方式驱动语音箱，亦可外接单支三极管驱动语音箱，可实现文本到声音的转换。