一種礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置，屬于實(shí)時(shí)嵌入式控制技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定"進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度(干球溫度，下同）必須在2°C以 上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26 °C，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30°C; 當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。采掘工 作面的空氣溫度超過30°C、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34°C時(shí)，必須停止作業(yè)。"傳統(tǒng)的 通風(fēng)降溫裝置具有體積大，造價(jià)高，效率低保養(yǎng)難缺點(diǎn)，并且無法在高溫時(shí)及時(shí)通知作業(yè)工 人停止工作，增加了意外發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供了一種礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝 置，能夠通過對環(huán)境溫度的檢測實(shí)時(shí)控制風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警聲， 通知作業(yè)工人停止作業(yè)，用來解決傳統(tǒng)設(shè)備體積大，成本高，無法根據(jù)環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智 能控制的問題，降低了高溫意外的發(fā)生，提高了礦井作業(yè)的安全性。
[0004] 本實(shí)用新型技術(shù)方案是：一種礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置，包括安裝于所 述礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置內(nèi)部的溫度檢測模塊1、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、時(shí)鐘模 塊3、單片機(jī)模塊4、顯示模塊5、報(bào)警模塊6、電機(jī)模塊7、電源8和隔板19 ;所述溫度檢測模 塊1與傳感器探頭15、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2和電源8相連，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2與溫度檢測 模塊1、單片機(jī)模塊4和電源8連接，時(shí)鐘模塊3和單片機(jī)模塊4連接，單片機(jī)模塊4和A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、時(shí)鐘模塊3、顯示模塊5、報(bào)警模塊6、電機(jī)模塊7和電源8連接，位于所述 礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置外部的包括裝置外殼9、出風(fēng)口 10、葉片11、出水口 12、 入水口 13、防塵帽14、傳感器探頭15、LED顯示器16、蜂鳴器17和開關(guān)18,其中葉片11固 定在出風(fēng)口 10上，出水口 12位于裝置外殼9左下方，入水口 13位于裝置外殼9頂部，防塵 帽14安裝在傳感器探頭15上并置于裝置外殼9頂部右側(cè)，LED顯示器16與顯示模塊5相 連，蜂鳴器17與報(bào)警模塊6相連，開關(guān)18與電源8相連。
[0005] 所述電機(jī)模塊7包括電機(jī)外殼20、電動機(jī)21、連接軸22、后防塵罩23、固定片24、 轉(zhuǎn)軸25、風(fēng)扇26、防水網(wǎng)27、水冷片框架28、U型水冷片29、前防塵罩30 ;所述電動機(jī)21和 連接軸22放置在電機(jī)外殼20內(nèi)并處于所述礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置內(nèi)部后方， 電動機(jī)21與連接軸22相連，連接軸22穿過后防塵罩23與轉(zhuǎn)軸25相連，后防塵罩23緊貼 電機(jī)外殼20外，轉(zhuǎn)軸25上安裝風(fēng)扇26并穿過防水網(wǎng)27, U型水冷片29固定在水冷片框架 28中并位于防水網(wǎng)27前方，U型水冷片29上方與入水口 13相連，下方與出水口 12相連， 前防塵罩30位于水冷框架28前方，其中后防塵罩23、防水網(wǎng)27、水冷片框架28和前防塵 罩30用固定片24固定在所述礦井通風(fēng)降溫嵌入式實(shí)時(shí)控制裝置內(nèi)壁上。
[0006] 所述溫度檢測模塊1包括恒流源器件LM334、單片集成溫度傳感器LM135、電阻 R1、滑動電阻R2 ;所述恒流源器件LM334 -端接電源VCC，另一端接單片集成溫度傳感器 LM135,單片集成溫度傳感器LM135另一端接地，電阻R1 -端與恒流源器件LM334相連，另 一端與滑動電阻R2相連，滑動電阻R2另一端接地，電阻R1和滑動電阻R2間用導(dǎo)線連接 并輸出電壓U0,恒流源器件LM334和單片集成溫度傳感器LM135間用導(dǎo)線連接并輸出電壓 U0〇
[0007] 所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、滑動電阻R3、電阻R4、電容Cl;所 述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器上的端口恧接低電平，端口恧接單片機(jī)模塊4的P3. 7端口，端口麗接 單片機(jī)模塊4的P3. 6端口，端口 _接單片機(jī)模塊4的P3. 2端口，端口 VREF/2接滑動電 阻R3，滑動電阻R3 -端接地，另一端接電源，端口 CLK R接電阻R4，電阻R4另一端接電容 C1，C1另一端接地，端口 CLK IN接在電阻R4和電容C1的連線上，端口 VIN+接溫度檢測模 塊1的電壓輸出端口 U0,端口 VIN-接地，端口 VCC接電源，端口 D0~D7分別接在單片機(jī)模 塊4的P0. 0~P0. 7端口上。
[0008] 所述時(shí)鐘模塊3包括電容C2、C3、晶振器X ;所述電容C2 -端接單片機(jī)模塊4的 XTAL2端口，另一端接地，電容C3 -端接地，另一端接單片機(jī)模塊4的XTAL1端口，晶振器X 一端接在電容C2和XTAL2端口間，晶振器X另一端接在電容C3和XTAL1端口間。
[0009] 所述顯示模塊5包括8D鎖存器74LS373、數(shù)字顯示儀ARK SR 410561K、電阻R5、 R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、NPN 型三極管 T1、T2、T3、T4 ;所述單片機(jī) 模塊4的PL 0~P1. 7引腳與8D鎖存器74LS373的1D~8D端口相連；電阻R5、R6、R7、R8、R9、 R10、Rll、R12 -端接在電源上，另一端分別接在P0. 0~P0. 7和1D~8D之間的連線上；8D鎖 存器74LS373的51端接地，G端接電源，1Q~8Q分別與數(shù)字顯示儀ARK SR 410561K的a、 b、c、d、e、f、g、dp端相連；數(shù)字顯示儀ARK SR 410561K的SEG1~SEG4分別與NPN型三極管 Tl、T2、T3、T4的發(fā)射極相連，NPN型三極管Tl、T2、T3、T4的基極分別與電阻R13~R16連接 后接在單片機(jī)模塊4的P2. 0~P2. 3, NPN型三極管Tl、T2、T3、T4的集電極接電源。
[0010] 本實(shí)用新型的工作原理是：
[0011] 本裝置使用時(shí)，現(xiàn)將位于裝置外殼9頂端的出水口 12和入水口 13與排水管和進(jìn) 水管相連，然后將安裝在出風(fēng)口 10上的葉片11打開，接通電源后將開關(guān)打開18。被防塵帽 14保護(hù)的傳感器探頭15開始檢測環(huán)境溫度。
[0012] 溫度檢測模塊1中的LM334恒流源器件可以提供可調(diào)范圍比為1000:1的恒流源， 并具有1~40V的動態(tài)電壓范圍。LM335具有2個(gè)感溫元件，其中一個(gè)發(fā)射極面積是另一個(gè)的 10倍，而集電極負(fù)載電阻完全一樣。如果流過與這個(gè)感溫元件相連的電阻中的電流不同，則 它們的集電極電壓也不同，通過內(nèi)部組成的差分放大器放大，兩端U+和U-之間的電壓亦會 改變，這個(gè)電壓的變化量也就是隨溫度而變化的，從而輸出電壓差U0。通過調(diào)整滑動電阻 R2,可以提高傳感器的測量精度。
[0013] 溫度檢測模塊1輸出的電壓U0送入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2中的VIN+端口，當(dāng)端口 泛和涵為低電平時(shí)開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)存儲在鎖存器中。當(dāng)否和S5為低電平 時(shí)，由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的D0~D7端口將數(shù)據(jù)送到單片機(jī)模塊4的P0. 0~0. 7端口。
[0014] 時(shí)鐘模塊3用來產(chǎn)生時(shí)鐘信號，由此來規(guī)定各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，控制器按照指 令的功能產(chǎn)生一系列有次序的信號，控制相關(guān)的電路進(jìn)行工作。兩個(gè)輸出端分別接單片機(jī) 模塊4的XTAL2和XTAL1端口。
[0015]單片機(jī)模塊4接收到來自A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2的數(shù)據(jù)后，通過顯示模塊5顯示出 來，并與單片機(jī)模塊4內(nèi)部事先設(shè)定好的溫度進(jìn)行對比，若大于26攝氏度則接通電機(jī)模塊 7的電源，電動機(jī)21帶動轉(zhuǎn)軸25使風(fēng)扇26開始工作，風(fēng)扇26吹在U型水冷片29上將冷 空氣通過出風(fēng)口 10送出。當(dāng)環(huán)境溫度大于30攝氏度時(shí)，將通過單片機(jī)模塊4輸出0.2秒 1kHz的方波，接著輸出0. 2秒的低電平給報(bào)警模塊，通過蜂鳴器17發(fā)出警報(bào)聲。
[0016] 已經(jīng)發(fā)表的（張琳等，《TN9紅外溫度傳感器在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用》，傳感器與 微系統(tǒng)，2012. 31卷.10)論文，文中提到"將檢測數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)濾 波、比較計(jì)算處理之后，把信息傳給LED顯示模塊，將檢測結(jié)果進(jìn)行顯示"。可見利用單片機(jī) 進(jìn)行溫度檢測的計(jì)算和處理是現(xiàn)有技術(shù)中的常見使用方法。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是：此裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，維護(hù)簡便，并且能夠通過 對環(huán)境溫度的檢測控制風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，進(jìn)一步