煤礦用多參數(shù)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種煤礦用多參數(shù)傳感器，包括殼體和監(jiān)測裝置，殼體上設(shè)有把手，所述殼體包括上殼體和下殼體，上殼體與下殼體之間通過支撐臂相連接，所述上殼體上設(shè)有顯示窗口、報警窗口，所述下殼體包括傳感器放置腔和設(shè)置在傳感器放置腔兩側(cè)的氣體監(jiān)測腔，所述監(jiān)測裝置包括電池、傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲器、CPU單元、數(shù)碼管顯示器、單片機、報警儀、無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)、遠程監(jiān)控主機，采用電化學(xué)原理、嵌入式控制器智能控制、數(shù)碼管顯示的電子儀器，操作簡單，使用方便，安全可靠，主要用于甲烷、氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳的檢測與報警。
【專利說明】
煤礦用多參數(shù)傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種氣體測定器，特別是煤礦用多參數(shù)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，也是世界上少數(shù)幾個以煤為主要能源的國家之一。在煤炭開采過程中，有多種有害氣體共存于煤層，如CH4、C0、S02、NH3等，后兩種氣體含量少，且以溶于水，經(jīng)過噴水即可處理;但CH4、C0含量多，且難溶于水，又屬于易燃易爆氣體，瓦斯?jié)舛冗_到爆炸極限，在有足夠的氧氣和一定溫度的引燃火源時，就會發(fā)生瓦斯爆炸，給煤礦開采者的生命安全帶來了隱患。C02含量較高的氣體，濃度過高會影響人呼吸，很容易致使窒息死亡。氧氣02在空中含量很高，若低于一定濃度，會讓人呼吸混亂，失去知覺，甚至死亡。
[0003]目前現(xiàn)有的各類傳感器靈敏度和穩(wěn)定性差，工作時間短，不適合在礦井下采掘工作，同時對危險氣體的檢測范圍偏小，也就在一定程度上降低了安全性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對以上弊端提供煤礦用多參數(shù)傳感器，采用電化學(xué)原理、嵌入式控制器智能控制、數(shù)碼管顯示的電子儀器，操作簡單，使用方便，安全可靠，主要用于甲烷、氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳的檢測與報警。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]煤礦用多參數(shù)傳感器，包括殼體和監(jiān)測裝置，殼體上設(shè)有把手，所述殼體包括上殼體和下殼體，上殼體與下殼體之間通過支撐臂相連接，所述上殼體上設(shè)有顯示窗口、報警窗口，所述下殼體包括傳感器放置腔和設(shè)置在傳感器放置腔兩側(cè)的氣體監(jiān)測腔，氣體監(jiān)測腔上均勻設(shè)有若干通氣孔；
[0007]所述上殼體頂端設(shè)有上頂板，上頂板上設(shè)有圓環(huán)結(jié)構(gòu)的第一滑槽，第一滑槽的截面形狀為倒T形結(jié)構(gòu)，第一滑槽的內(nèi)徑為dl，所述把手包括一個水平設(shè)置的提拉把手和兩個豎直設(shè)置在提拉把手兩側(cè)的支撐把手，所述支撐把手的截面形狀為圓弧形結(jié)構(gòu)，支撐把手的圓弧半徑為rl，圓心角為a，50°<a<70°，2*rl=dl，所述支撐把手底端設(shè)置第一滑塊，所述第一滑塊與第一滑槽間隙配合；
[0008]所述支撐臂為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，支撐臂包括連接臂和卡接臂，所述連接臂的截面形狀為矩形，連接臂一端固定在下殼體頂端，另一端與卡接臂相連接，所述卡接臂的截面形狀為圓形，所述上殼體底部設(shè)有支撐座，支撐座內(nèi)設(shè)有過線腔，支撐座上環(huán)形設(shè)有一圈支撐滑槽，所述支撐臂契合的設(shè)置在支撐滑槽內(nèi)，使上殼體與下殼體之間可進行相對轉(zhuǎn)動，所述氣體監(jiān)測腔與過線腔之間通過過線通道相連接，所述過線通道包括中空的圓柱形結(jié)構(gòu)的通道主體和呈圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)置在通道主體兩端的卡接突出，使過線通道整體呈I形結(jié)構(gòu)，所述兩個卡接突出分別設(shè)置在過線腔和氣體監(jiān)測腔內(nèi)，過線通道的軸心與支撐臂的圓心相重合；
[0009]所述監(jiān)測裝置包括電池、傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲器、CPU單元、數(shù)碼管顯示器、單片機、報警儀、無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)、遠程監(jiān)控主機；
[0010]所述數(shù)碼管顯示器固定在顯示器窗口內(nèi)，傳感器設(shè)置在下殼體的傳感器放置腔內(nèi)，所述傳感器的探頭設(shè)置在氣體監(jiān)測腔內(nèi)，傳感器依次與設(shè)置在上殼體內(nèi)的電池、信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、CPU單元相連接，CPU單元分別與數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲器、單片機、報警儀、無線傳輸模塊相連接，所述單片機與數(shù)碼管顯示器相連接，無線傳輸模塊通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控主機相連接；
[0011 ]所述報警儀包括高亮LED發(fā)光二極管、貼片無源蜂鳴器，所述高亮LED發(fā)光二極管、貼片無源蜂鳴器均與CHJ單元相連接，所述貼片無源蜂鳴器和高亮LED發(fā)光二極管設(shè)置在報警窗口內(nèi)。
[0012]上述煤礦用多參數(shù)傳感器，其中，所述傳感器包括甲烷傳感器，氧氣傳感器，一氧化碳傳感器，硫化氫傳感器和二氧化碳傳感器。
[0013]上述煤礦用多參數(shù)傳感器，其中，所述無線傳輸模塊以調(diào)幅AM作為無線通訊方式，其工作頻率為315MHZ/433MHZ，頻率穩(wěn)定度為土 75KHZ，發(fā)射功率彡500mW，靜態(tài)電流彡
0.1UA，發(fā)射電流為3?50mA，工作電壓為DC 3.7V，所述數(shù)據(jù)存儲器為幀存儲器，其存儲容量為60幀?20幀。
[0014]本實用新型的工作原理為:煤礦用多參數(shù)傳感器用于甲烷、氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳，測量范圍分別是:(I)、甲烷:(0.00?4.00) %CH4。(2)、氧氣:(0.0?25.0)%
02。(3)、一氧化碳:(O?1000) X 10-6⑶。(4)、硫化氫:(O?100) X 10-6H2S。(5)、二氧化碳:(0.00 ?5.00)%C02o
[0015]在范圍內(nèi)任意設(shè)定各待檢測氣體的報警點，各傳感器通過各自的探頭檢測空氣中的氣體含量，通過信號轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)過放大器放大，濾波器過濾后，將信號傳遞至CPU單元中，CPU單元對檢測到的結(jié)果進行三部同時處理，1、將結(jié)果傳遞至數(shù)碼管顯示器進行數(shù)值顯示，2、通過無線傳輸模塊將檢測結(jié)果傳輸至遠程監(jiān)控主機，3、將結(jié)果儲存在數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)；
[0016]當CPU單元檢測到外界環(huán)境中氧氣濃度超過報警點濃度后，控制器控制高亮LED發(fā)光二極管做為光報警;貼片無源蜂鳴器做為聲報警。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]本GD5傳感器主要適用于煤礦有瓦斯爆炸危險的場所，如煤礦井巷、采掘工作面、采空區(qū)、回風(fēng)巷道、皮帶運輸巷道、機電峒室等處，連續(xù)監(jiān)測甲烷濃度，每隔半小時自動記錄并存儲一幀數(shù)據(jù);當氧氣濃度超限時，檢測儀立即發(fā)出聲、光報警。
[0019]本傳感器的數(shù)碼管顯示器與單片機相連接，具有時鐘顯示功能，且在煤礦中不會引發(fā)爆炸，安全可靠。
[0020]本傳感器的殼體分為上殼體和下殼體，上殼體與下殼體之間能夠通過支撐臂與支撐滑槽的作用進行相對轉(zhuǎn)動，與此同時，殼體上設(shè)有把手，把手可與上殼體之間進行相對轉(zhuǎn)動，靈活便捷，增加了使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，使用方便，能夠全方位的對煤礦中的各氣體進行監(jiān)控，安全可靠。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2為本實用新型的原理圖。
[0023]圖3為本實用新型A部放大圖。
[0024]圖4為本實用新型B部剖視圖。
[0025]圖5為本實用新型俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0027]如圖所示煤礦用多參數(shù)傳感器，包括殼體I和監(jiān)測裝置2，殼體I上設(shè)有把手3，所述殼體I包括上殼體4和下殼體5，上殼體4與下殼體5之間通過支撐臂6相連接，所述上殼體4上設(shè)有顯示窗口 7、報警窗口 8，所述下殼體5包括傳感器放置腔9和設(shè)置在傳感器放置腔兩側(cè)的氣體監(jiān)測腔10，氣體監(jiān)測腔10上均勻設(shè)有若干通氣孔11;
[0028]所述上殼體4頂端設(shè)有上頂板40，上頂板上設(shè)有圓環(huán)結(jié)構(gòu)的第一滑槽41，第一滑槽41的截面形狀為倒T形結(jié)構(gòu)，第一滑槽41的內(nèi)徑為dl，所述把手3包括一個水平設(shè)置的提拉把手42和兩個豎直設(shè)置在提拉把手兩側(cè)的支撐把手43，所述支撐把手43的截面形狀為圓弧形結(jié)構(gòu)，支撐把手43的圓弧半徑為^，圓心角為&，50°<3<70°，2打1 = (11，所述支撐把手43底端設(shè)置第一滑塊44，所述第一滑塊44與第一滑槽41間隙配合；
[0029]所述支撐臂6為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，支撐臂6包括連接臂15和卡接臂16，所述連接臂15的截面形狀為矩形，連接臂16—端固定在下殼體5頂端，另一端與卡接臂16相連接，所述卡接臂16的截面形狀為圓形，所述上殼體4底部設(shè)有支撐座17，支撐座17內(nèi)設(shè)有過線腔18，支撐座17上環(huán)形設(shè)有一圈支撐滑槽19，所述支撐臂6契合的設(shè)置在支撐滑槽19內(nèi)，使上殼體4與下殼體5之間可進行相對轉(zhuǎn)動，所述氣體監(jiān)測腔10與過線腔18之間通過過線通道20相連接，所述過線通道20包括中空的圓柱形結(jié)構(gòu)的通道主體21和呈圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)置在通道主體兩端的卡接突出22，使過線通道整體呈I形結(jié)構(gòu)，所述兩個卡接突出22分別設(shè)置在過線腔18和氣體監(jiān)測腔10內(nèi)，過線通道20的軸心與支撐臂6的圓心相重合；
[0030]所述監(jiān)測裝置2包括電池13、傳感器24、信號轉(zhuǎn)換器25、信號放大器26、濾波器27、數(shù)據(jù)采集卡28、數(shù)據(jù)存儲器51工?1]單元29、數(shù)碼管顯示器30、單片機31、報警儀32、1^903無線傳輸模塊33、互聯(lián)網(wǎng)34、遠程監(jiān)控主機35;
[0031]所述數(shù)碼管顯示器30固定在顯示器窗口 7內(nèi)，傳感器24設(shè)置在下殼體的傳感器放置腔9內(nèi)，所述傳感器24的探頭36設(shè)置在氣體監(jiān)測腔10內(nèi)，傳感器24的連接電線穿過過線通道20依次與設(shè)置在上殼體4內(nèi)的電池13、信號轉(zhuǎn)換器25、信號放大器26、濾波器27、CPU單元相連接29，CPU單元29分別與數(shù)據(jù)采集卡28、數(shù)據(jù)存儲器51、單片機31、報警儀32、RF903無線傳輸模塊33相連接，所述單片機31與數(shù)碼管顯示器30相連接，RF903無線傳輸模塊33通過互聯(lián)網(wǎng)34與遠程監(jiān)控主機35相連接；
[0032]所述傳感器24包括甲燒傳感器46，氧氣傳感器47，一氧化碳傳感器48，硫化氫傳感器49和二氧化碳傳感器50;
[0033]所述報警儀32包括高亮LED發(fā)光二極管37、貼片無源蜂鳴器38，所述高亮LED發(fā)光二極管37、貼片無源蜂鳴器38均與CPU單元29相連接，所述貼片無源蜂鳴器38和高亮LED發(fā)光二極管37設(shè)置在報警窗口 8內(nèi)。
[0034]本實施例的煤礦用多參數(shù)傳感器的技術(shù)參數(shù)如下:
[0035]1、使用環(huán)境條件:
[0036]——溫度:(0?40)Γ;
[0037]--濕度:<98%;
[0038]——大氣壓力:(80?ll6)kPa;
[0039]--風(fēng)速:(0 ?8)m/s。
[0040]2、測量范圍:
[0041 ](1)、甲烷:(0.00 ?4.00)%CH4。
[0042](2)、氧氣:(0.0 ?25.0)%02。
[0043](3)、一氧化碳:(0?1000) X10-6C0。
[0044](4)、硫化氫:(O?100) X 10-6H2S。
[0045](5)、二氧化碳:(0.00?5.00) %C02。
[0046]3、基本誤差
[0047](1)、甲烷:
[0048]0% 彡X 彡 1%:±0.1%CH4
[0049]1%<X彡2%:真值的 ±10%
[0050]3%<X 彡 4%:±0.3%CH4
[0051 ](2)、氧氣:不大于測量范圍的±3%
[0052](3)、一氧化碳:
[0053](O?100) X 10-6C0時，±4X 10 —6C0
[0054]>(100?500) X10-6C0時，不大于測量值的±5%
[0055]>(500?1000) X 10-6C0時，不大于測量值的±6%
[0056](4)、硫化氫:
[0057](O?50) X10-6H2S時，不大于±3X10-6H2S
[0058]>(50?100) X10-6H2S時，不大于測量值的±10%
[0059](5)、二氧化碳:
[0060](0.00?0.50) %C02時，不大于土0.10C02
[0061]> (0.50?5.00)% C02 時，不大于 ±(0.05+真值的5%)
[0062]4、報警點:
[0063](1)、甲烷:在測量范圍內(nèi)任意設(shè)定；
[0064](2)、氧氣:在測量范圍內(nèi)任意設(shè)定；
[0065](3)、一氧化碳:在測量范圍內(nèi)任意設(shè)定；
[0066](4)、硫化氫:在測量范圍內(nèi)任意設(shè)定。
[0067](5)、二氧化碳:在測量范圍內(nèi)任意設(shè)定。
[0068]5、報警誤差:
[0069](1)、甲烷:±0.05%CH4。
[0070](2)、氧氣:±0.5%02。
[0071](3)、一氧化碳:±2X10-6C0。
[0072](4)、硫化氫:±3\10-6!123。
[0073](5)、二氧化碳:±0.04%C02。
[0074]6、報警方式和效果:聲報警，離聲源軸向距離一米遠處，聲強不小于SOdB。
[0075]7、傳感器分辨率:
[0076](1)、甲烷:0.01%CH4。
[0077](2)、氧氣:0.1%02。
[0078](3)、一氧化碳:I X 10-6C0。
[0079](4)、硫化氫:1\10-6!123。
[0080](5)、二氧化碳:0.01%C02。
[0081 ] 8、響應(yīng)時間:
[0082](I)、甲烷:不大于20s。
[0083](2)、氧氣:不大于35s。
[0084](3)、一氧化碳:不大于35s。
[0085](4)、硫化氫:不大于45s。
[0086](5)、二氧化碳:不大于30s。
[0087]9、工作電壓:9V?24V DC
[0088]綜上所述，煤礦用多參數(shù)傳感器，采用電化學(xué)原理、嵌入式控制器智能控制、數(shù)碼管顯示的電子儀器，操作簡單，使用方便，安全可靠，主要用于甲烷、氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳的檢測與報警。
[0089]這里本實用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上述實施例中，因此，本實用新型不受本實施例的限制，任何采用等效替換取得的技術(shù)方案均在本實用新型保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.煤礦用多參數(shù)傳感器，其特征為，包括殼體和監(jiān)測裝置，殼體上設(shè)有把手，所述殼體包括上殼體和下殼體，上殼體與下殼體之間通過支撐臂相連接，所述上殼體上設(shè)有顯示窗口、報警窗口，所述下殼體包括傳感器放置腔和設(shè)置在傳感器放置腔兩側(cè)的氣體監(jiān)測腔，氣體監(jiān)測腔上均勻設(shè)有若干通氣孔； 所述上殼體頂端設(shè)有上頂板，上頂板上設(shè)有圓環(huán)結(jié)構(gòu)的第一滑槽，第一滑槽的截面形狀為倒T形結(jié)構(gòu)，第一滑槽的內(nèi)徑為dl，所述把手包括一個水平設(shè)置的提拉把手和兩個豎直設(shè)置在提拉把手兩側(cè)的支撐把手，所述支撐把手的截面形狀為圓弧形結(jié)構(gòu)，支撐把手的圓弧半徑為^1，圓心角為&，50°<&<70°，2打1 = (11，所述支撐把手底端設(shè)置第一滑塊，所述第一滑塊與第一滑槽間隙配合； 所述支撐臂為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，支撐臂包括連接臂和卡接臂，所述連接臂的截面形狀為矩形，連接臂一端固定在下殼體頂端，另一端與卡接臂相連接，所述卡接臂的截面形狀為圓形，所述上殼體底部設(shè)有支撐座，支撐座內(nèi)設(shè)有過線腔，支撐座上環(huán)形設(shè)有一圈支撐滑槽，所述支撐臂契合的設(shè)置在支撐滑槽內(nèi)，使上殼體與下殼體之間可進行相對轉(zhuǎn)動，所述氣體監(jiān)測腔與過線腔之間通過過線通道相連接，所述過線通道包括中空的圓柱形結(jié)構(gòu)的通道主體和呈圓弧形結(jié)構(gòu)設(shè)置在通道主體兩端的卡接突出，使過線通道整體呈I形結(jié)構(gòu)，所述兩個卡接突出分別設(shè)置在過線腔和氣體監(jiān)測腔內(nèi)，過線通道的軸心與支撐臂的圓心相重合；所述監(jiān)測裝置包括電池、傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲器、CPU單元、數(shù)碼管顯示器、單片機、報警儀、無線傳輸模塊、互聯(lián)網(wǎng)、遠程監(jiān)控主機；所述數(shù)碼管顯示器固定在顯示器窗口內(nèi)，傳感器設(shè)置在下殼體的傳感器放置腔內(nèi)，所述傳感器的探頭設(shè)置在氣體監(jiān)測腔內(nèi)，傳感器依次與設(shè)置在上殼體內(nèi)的電池、信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、CPU單元相連接，CPU單元分別與數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲器、單片機、報警儀、無線傳輸模塊相連接，所述單片機與數(shù)碼管顯示器相連接，無線傳輸模塊通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控主機相連接； 所述報警儀包括高亮LED發(fā)光二極管、貼片無源蜂鳴器，所述高亮LED發(fā)光二極管、貼片無源蜂鳴器均與CPU單元相連接，所述貼片無源蜂鳴器和高亮LED發(fā)光二極管設(shè)置在報警窗口內(nèi)； 所述煤礦用多參數(shù)傳感器用于甲烷、氧氣、一氧化碳、硫化氫、二氧化碳，測量范圍分別是:甲烷:(0.00?4.00)%CH4，氧氣:(0.0?25.0)%02，一氧化碳:(0?1000)X10-6C0，硫化氫:(0?100) X10-6H2S，二氧化碳:(0.00?5.00)%C02。2.如權(quán)利要求1所述的煤礦用多參數(shù)傳感器，其特征為，所述傳感器包括甲烷傳感器，氧氣傳感器，一氧化碳傳感器，硫化氫傳感器和二氧化碳傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的煤礦用多參數(shù)傳感器，其特征為，所述無線傳輸模塊以調(diào)幅AM作為無線通訊方式，其工作頻率為315MHZ/433MHZ，頻率穩(wěn)定度為土 75KHZ，發(fā)射功率< 500mW，靜態(tài)電流彡0.1UA，發(fā)射電流為3?50mA，工作電壓為DC 3.7V，所述數(shù)據(jù)存儲器為幀存儲器，其存儲容量為60幀?20幀。
【文檔編號】G08C17/02GK205620374SQ201520777723
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年10月9日
【發(fā)明人】袁立清
【申請人】揚中市南方礦用電器有限公司