[实用新型]矿用无线自组网测温装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿用火灾监测技术，特别是一种矿用无线自组网测温装置，主要用于监测煤田易自燃区域所在地面钻孔内的温度及其变化趋势。

背景技术

目前，在判断煤炭自燃的燃烧程度和范围时，温度是最直接、最准确的指标，它受外部因素的影响较小，只要确定某处煤炭的温度及其分布，就能分析给定煤的自燃程度和范围，另外，温度测定法既可以用于煤炭自燃预报，也可用于火源探测。地面钻孔温度测定法主要是针对煤或围岩的温度测定，它是在易发生自燃的火区上部利用仪器探测热流量或利用布置在测温钻孔内的传感器来测定温度，根据测取的温度场用温度反演法来确定自燃火区火源的位置。这种方法主要用于火源埋藏深度浅、火源温度高或已燃烧较长时间的火区。现有的钻孔温度方式是分别对各个钻孔内测温信息进行记录，或者将各个钻孔内的测温探头用导线连接到仪器，所以其安装、维护工作量大，特别是探头引线极易破坏，在实际应用中受到技术和经济的限制，不宜大面积探火采用，只能在较小的范围实施。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是：预测预报范围较大、且可实时采集温度信息的矿用无线自组网测温装置。

解决上述问题的技术方案是：所提供的矿用无线自组网测温装置，包括多个Zigbee无线传输模块、温度变送器、插在所需监测地面的测温钻孔中的热电阻或热电偶，其中每个热电阻或热电偶分别与一个温度变送器的输入端连接，每个温度变送器的输出端分别与一个Zigbee无线传输模块连接，电源接在温度变送器与Zigbee无线传输模块之间。

热电阻或热电偶将钻孔内的温度变化信号输入温度变送器，温度变送器处理后输出一个与被测温度成线性关系的恒流信号到Zigbee无线传输模块，Zigbee无线传输模块以自组网的方式将收集的数据信息实时传送到监控计算机，对监测区域及时进行火灾预警和定位，从而做出合理决策并采取相应的指导措施，确保煤矿能够安全高效的生产。

本实用新型进一步的改进是将热电阻或热电偶直接与温度变送器的输入端连接，且与温度变送器封装在一个护壳内，使它们融合为一体。

上述的热电阻或热电偶优选Pt100铂电阻或热电偶，温度变送器优选SBWZ型温度变送器。

与现有技术相比，本实用新型采用了Zigbee无线传输模块所形成的自组网进行温度数据的无线传送，具有便于铺设、免予维护、工作量小的优点，正常工作时间可达1～2年，能在线连续实时监测煤田自然发火区域地面各个钻孔内温度的变化趋势，对温度异常变化能及时预警和定位。本实用新型所形成的监测网络具备自组织、自愈功能，能适应煤矿领域复杂环境对网络可靠性的要求。另外，本实用新型将温度变送器与测温热电阻或热电偶融为一体，消除了常规测温方法中连接导线所产生的误差，不但结构简单、便于安装和维护，而且其抗震防潮及耐温性能较好。

附图说明

图1是本实用新型整体系统的示意图。

图2是本实用新型一个检测单元的结构示意图。

图3是本实用新型的电源快速关断保护电路

具体实施方式

如图1所示：在需要监测的煤田自然发火区域地面，根据现场实际情况按设定间距钻若干测温孔，将由铂热电阻(或热电偶)和温度变送器组成的测温单元1插入孔中，插入测温孔的深度一般为3～5米。每个测温单元1的输出端连接一个Zigbee无线传输模块2，这些Zigbee无线传输模块2便自行组成一个无线网络。煤层温度的变化会影响测温孔内的温度变化，当测温孔温度变化时，测温单元的铂热电阻的阻值(或热电偶的热电势)会发生相应的变化，铂电阻输出电阻信号(或热电偶输出的热电势信号)送到温度变送器模块，经过滤波、转换放大后，再由线性电路对温度与电阻(或电势)的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。该恒流信号送入Zigbee无线传输模块2，Zigbee无线传输模块通过其内部的微处理器处理，将4～20mA的恒流信号转换为对应的温度值，将采集的温度信息周期性地通过无线自组网的形式实时传送到网关3，再由网关3通过RS232串行接口送入监控计算机，监控计算机也可以输出到监控中心的局域网，将收集的信息进行分析，从而对监测区域及时进行火灾预警和定位。