專利名稱：礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控設備，特別涉及一種對礦井皮帶機運輸進行監(jiān)控的安全防爆型防爬系統(tǒng)。
背景技術：
在煤礦皮帶機運煤過程中，礦工經(jīng)常違章攀爬運煤皮帶，造成人煤混載，而在礦工快到煤倉時，由于來不及跳下皮帶而頻頻造成人身和設備安全事故。除了對礦工的安全教育外，對其進行監(jiān)督是非常必要的。但由于運輸物的不規(guī)則性和多樣性，用常規(guī)的傳感器和紅外裝置，極易引起誤操作，給安防系統(tǒng)帶來了一定的困難。而在現(xiàn)場僅僅安裝防護欄也起不到實質性的作用，事故仍然不可避免。
因此，實有必要設計一種科學、有效的安全防爆型防爬系統(tǒng)，以對礦井皮帶運輸機進行安全監(jiān)控。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種對皮帶運輸設備進行熱紅外感應監(jiān)控并進行視頻抓拍和通訊的系統(tǒng)。
本發(fā)明還具有其他目的，如保障系統(tǒng)防爆耐用和較強的可操作性。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術方案來實現(xiàn)的該種礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)包括熱釋電紅外感應監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應監(jiān)控單元包括可獲得波長在7至12μm之間的紅外信號并將其轉換為電信號的紅外探頭和可將電信號處理成開關量信號的信號處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲視頻數(shù)據(jù)的工控機以及與工控機相連的紅外攝像機，其中所述防爆型I/O接口箱內置有可將開關量信號轉換為皮帶機開關控制信號、并記錄存儲視頻數(shù)據(jù)信號和報警信號的信號處理器。
所述工控機上接有可實現(xiàn)視頻信號、報警信號和皮帶機開關控制信號傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?br> 所述防爆型紅外探頭包括防爆型殼體和置于殼體內的熱釋電紅外傳感器。
所述殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡。
通過所述的I/O接口箱與報警器的控制電路連接，通過I/O接口箱將所述的報警信號輸入報警器的控制電路。
通過所述的I/O接口箱與皮帶機的控制器連接，通過I/O接口箱將所述的皮帶機開關控制信號輸入皮帶機的控制電路。
所述工控機上安裝有上、下、左、右、確定、關機六項功能的相應操作按鈕。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1、實現(xiàn)了礦井下對礦工爬皮帶進行監(jiān)控的目的，可有效減少違章事故的發(fā)生，添補了國內此項技術的空白。
2、極大地提高了礦井皮帶運輸機安全防范性。本發(fā)明在發(fā)現(xiàn)違章事故后，在對現(xiàn)場進行抓拍的同時，還會發(fā)出報警信號，并停止皮帶運輸機的運轉，以防止事故的發(fā)生，并可追究違章人員的責任，以杜絕類似事件再次發(fā)生。
3、減少了誤報率，提高了報警的準確率，由于采用了熱釋電紅外探測，靈敏度高，可準確區(qū)分人與其他物體，減少了誤報率。
4、即可對礦井皮帶機進行實時的監(jiān)控又可對違章事故抓拍瞬間圖像并進行儲存，通過通訊傳輸?shù)骄现醒胝{度室，以便用來查詢事故原因，為事故處理提供依據(jù)。


圖1為本發(fā)明的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)的系統(tǒng)結構示意圖；圖2為礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)的紅外感應單元結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)是根據(jù)紅外波長與溫度的變化原理所設計。在自然界中，任何高于絕對溫度(-273度)的物體都將產生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量和波長是不一樣的，而人體所釋放的紅外線波長是7-10μm。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
如圖1至圖2所示，本發(fā)明提供的一種礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，包括防爆型熱釋電紅外感應監(jiān)控單元1和紅外視頻抓拍單元。
所述防爆型熱釋電紅外感應監(jiān)控單元1包括可獲得紅外信號并轉換為電信號的防爆型紅外探頭2和可將電信號處理成開關量信號的防爆型信號處理器10，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱4、在接收開關信號后發(fā)出抓拍指令的工控機3和始終處于監(jiān)視狀態(tài)并與工控機3相連的防爆型紅外攝像機5，其中I/O接口箱4內置有可將開關量信號轉換為皮帶機開關控制信號、視頻抓拍觸發(fā)信號和報警信號的報警信號處理器。
所述工控機3上接有可實現(xiàn)視頻信號、報警信號和皮帶機開關控制信號傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?，與上位遠程監(jiān)控系統(tǒng)一起實現(xiàn)過程監(jiān)控。
所述防爆型紅外探頭2包括防爆型殼體和置于殼體內的熱釋電紅外傳感器(PIR)，殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有封閉的紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡。
通過所述的I/O接口箱4與報警器6的控制電路連接，通過I/O接口箱將所述的報警信號輸入報警器的控制電路，以發(fā)出報警。
通過所述的I/O接口箱4與皮帶機的控制器7連接，通過I/O接口箱4將所述的皮帶機開關控制信號輸入皮帶機的控制電路，使皮帶機制動停機，防止事故發(fā)生。
所述工控機3上安裝有上、下、左、右、確定、關機六項功能的相應操作按鈕，以起到防爆目的。
當有礦工違章爬上皮帶8時，監(jiān)控單元1的紅外探頭2將人體所發(fā)出的波長為7-12μm之間的紅外信號變化轉變?yōu)殡娦盘枺ㄟ^阻燃屏蔽三芯導線把電信號傳輸給信號處理器10，信號處理器10通過邏輯電路對電信號進行分析、判斷，并通過光耦、12V繼電器把這一信號轉化成開關量信號輸出給I/O接口箱4內的報警信號處理器進行進一步處理。
前端的紅外探頭2通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)拈_關量信號從信號處理器10的觸點端(總共16路)的C端和S端輸入，經(jīng)過邏輯電路到單片機進行處理，單片機通過定義的軟件把此信號1、解碼為二進制的機器碼通過異步通訊方式(RS485/RS232)傳輸給工控機3的視頻抓拍系統(tǒng)進行觸發(fā)圖像抓拍。
2、通過六相反向通道器、三態(tài)門、光耦等8個通道給8個5V的繼電器進行機動設備等控制。
其工作方式為所有的觸點斷開，每隔2秒鐘向外發(fā)送一次狀態(tài)碼；當無開關量信號進入，報警信號處理器不發(fā)生任何狀態(tài)信息；當有開關量信號進入時，報警信號處理器立即轉為自動發(fā)送方式，每隔1秒發(fā)送一次給8個5V的繼電器。
報警信號處理器解碼的開關量信號通過異步通訊方式通過RS232串口把此信號的2進制碼給工控機3中的視頻抓拍軟件及前端的視頻預處理軟件，進行觸發(fā)。當視頻抓拍軟件得到觸發(fā)信號后立即進行自動抓拍一張由前端防爆攝像機拍攝的像片，同時自動攝像5分鐘；完成一次觸發(fā)的全部工作后，本系統(tǒng)又恢復當前的只監(jiān)視不抓拍、不錄像的初始狀態(tài)。工控機3從鍵盤接口接出6路總線，通過鍵盤控制板自定出鼠標鍵的上、下、左、右、確定、開機/關機等六個鍵很方便的進行視頻抓拍軟件操作。在工控機的PIC槽插有一塊4路的視頻采集卡，主要用于對現(xiàn)場工作場所進行抓拍、錄像等。
本發(fā)明是通過如下步驟來實現(xiàn)的a、通過紅外探頭2獲得紅外信號并轉化為電信號；由于任何高于絕對溫度的物體都將產生紅外光譜，不同溫度的物體釋放的紅外能量和波長是不一樣的，因此在紅外探頭2的警戒區(qū)內，當無人體移動時，紅外探頭2中的熱釋電紅外傳感器(PIR)感應到的只是背景溫度，當人體進入警戒區(qū)，通過紅外探頭中的菲涅爾透鏡透射，PIR傳感器感應到移動物體與背景物體的溫度的差異，并轉換成電信號；b、所獲得的電信號通過信號處理器10被轉換成開關量信號；c、隨后該開關量信號被輸入給I/O接口箱4中的報警處理器，并被報警處理器處理成皮帶機開關信號、報警信號和視頻抓拍觸發(fā)信號；d、最后該視頻抓拍觸發(fā)信號被輸入工控機，當把視頻抓拍觸發(fā)量信號輸給視頻抓拍軟件，紅外視頻抓拍單元立即進行自動抓拍一張由紅外攝像機5正在拍攝的圖像，并儲存以備事后查清事故原因。
權利要求
1.一種礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，其包括熱釋電紅外感應監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應監(jiān)控單元包括可獲得波長在7至12μm之間的紅外信號并將其轉換為電信號的紅外探頭和可將電信號處理成開關量信號的信號處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲視頻數(shù)據(jù)的工控機以及與工控機相連的紅外攝像機，其中所述防爆型I/O接口箱內置有可將開關量信號轉換為皮帶機開關控制信號、視頻抓拍觸發(fā)信號和報警信號的信號處理器。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外探頭包括熱釋電紅外傳感器和防爆殼體。
3.根據(jù)權利要求2所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述防爆殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡，其整體結構符合防爆要求。
4.根據(jù)權利要求1所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機上安裝有上、下、左、右、確定、關機六項功能的相應操作按鈕。
5.根據(jù)權利要求1所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述的I/O接口箱與報警器的控制電路連接，該I/O接口箱將所述的報警信號輸入報警器的控制電路。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述的I/O接口箱與皮帶機的控制器連接，該I/O接口箱將所述的皮帶機開關控制信號輸入皮帶機的控制電路。
7.根據(jù)權利要求6所述的礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，工控機上連接有可實現(xiàn)視頻信號、報警信號和皮帶機開關控制信號傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦井皮帶機安全防爆型防爬系統(tǒng)，其包括熱釋電紅外感應監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應監(jiān)控單元包括可獲得波長在7至12μm之間的紅外信號并將其轉換為電信號的紅外探頭和可將電信號處理成開關量信號的信號處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲視頻數(shù)據(jù)的工控機以及與工控機相連的紅外攝像機，其中所述防爆型I/O接口箱內置有可將開關量信號轉換為皮帶機開關控制信號、視頻抓拍觸發(fā)信號和報警信號的報警信號處理器。通過采用上述系統(tǒng)，可有效地防止煤礦皮帶機運輸中違章事故的發(fā)生。
文檔編號E21F17/18GK1818346SQ200510007710
公開日2006年8月16日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權日2005年2月7日
發(fā)明者鈕乾鵬, 陳振欣, 景武 申請人:北京中礦電力電子技術有限公司