[发明专利]个人型矿井瓦斯超限报警器

说明书

本发明涉及一种个人型矿井瓦斯超限报警器，适用于矿井工人井下工作时使用。

中小型煤矿由于不具备先进、完善的瓦斯检测手段，因而井下瓦斯爆炸事故时有发生。如何研制出一种造价低、功能前强、方便携带的检测瓦斯的工具，一直是各中小型煤矿研究的课题。

本发明个人型矿井瓦斯超限报警器的主要目的在于提供一种矿工可随身携带的瓦斯报警器，当其在井下工作而瓦斯含量超限时，可反复发出“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语，提醒主人及时撤离现场，有效避免恶性事故的发生。

为达到上述目的，本发明个人型矿井瓦斯超限报警器包括电源、瓦斯气体检测电路、延迟触发开关电路及语音告警电路四部分，当瓦斯气体含量超过安全标准时，瓦斯气体检测电路会送出信号，经由延迟触发开关电路送至语音告警电路，并通过其中的扬声器发出“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语。它利用矿灯蓄电池作电源，可直接安装在矿帽内(或头灯里)，具有性价比高、不影响矿帽灯正常使用，监测瓦斯浓度异常快捷等优点。

下面结合附图对本发明个人型矿井瓦斯超限报警器作进一步详细描述。

图1是个人型矿井瓦斯超限报警器的电路图；

图2是个人型矿井瓦斯超限报警器的方框图。

如图1所示，虚线左边为矿帽灯原有照明电路，右边为所增语音报警器电路，气敏器件QM-N5、R1和RP组成瓦斯气体检测电路。VT1、VD、R2和C1组成延迟触发开关电路。语音集成芯片A、R4、C2、VT2和B组成了语音告警电路。

平时，当井下无瓦斯或瓦斯浓度很低时，QM-N5的a、b测量电极间导电率很小，RP滑动触点的输出电压＞2.7V，VD不导通，VT1处于截止状态，A的TG3脚无高中平触发信号，A内部电路不工作，B不发声。一旦瓦斯气体含量超过限定的安全标准时，QM-N5的a、b电极间导电率迅速增大，RP滑动触点的输出电压＜2.7V，VD导通，VT1获编流亦导通。A因TG3脚获得高电平触发信号而工作，其OUT脚反复输出内储“瓦斯超限，危险！快撤离！”语音电信号，经VT2功率放大后，驱动扬声器B发生告警语。

电路中，R2、C1构成简易延迟电路，它能够有效消除气敏管固有的初始特性对电路造成的误触发。R4、C2分别为A的外接振荡电阻和电容，其数值大小影响语音速率及音调。

气敏器件采用国产QM-N5型，A选用新型HFC5221A型语音集成电路芯片，它内储“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语，触发端用高电平触发输出。VT1用9015或3CG21型硅PNP三极管，要求β＞150；VT2用8050(I_CM＝1.5A、P_CM＝1W)型硅NPN中功率三极管要求β＞100。VD用IN4148型硅开关二极管。RB采用WS-2型自锁式有机实心微调电位器。R1用RJ-1/4W型金属膜电阻器，R2～R4均用RTX-1/8W碳膜电阻器。B采用Ф27×9mm或Ф29×9mm超薄缩型动圈式扬声器。

如图2所示的个人型矿井瓦斯超限报警器的方框图，由电源1、瓦斯气体检测电路2、延迟触发开发电路3及语音告警电路4四部分构成。其中电源1部分采用矿灯蓄电池作电源，瓦斯气体检测电路2由气敏器件QM-N5、R1和RP组成，延迟触发开关电路3由VT1、VD、R2和C1组成，语音告警电路由语音集成芯片A、R4、C2、VT2和B组成，当瓦斯气体含量超过标准时，瓦斯气体检测电路过会送出信号，经由延迟触发开关电路3送至语音告警电路4，并通过其中的扬声器B发出“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语。

电路报警灵敏度可通过RP阻值来确定。调试工作是用与标准瓦斯检测设备对比的方法进行的。具体操作如下：接通电源使气敏探头预热10分钟；随后取浓度为1％的瓦斯气样存入塑料袋中，把出气管对准气敏探头，一边轻压气袋外测，一边缓慢微调RP阻值，使B刚好发声为止。这时停止输送气样，则B应很快停止发声，5-10分钟后再用同样气样送气，看B是否可靠发声，反复细调，直到灵敏、可靠工作为止，调试完毕，拧紧RP轴柄上的紧固螺帽，防止RP阻值在使用中发生改变。