[发明专利]便携式低功耗瓦斯气体浓度监测仪

说明书

技术领域

本发明属于防爆安全产品技术领域，尤其是涉及一种对煤矿井下瓦斯气体浓度进行监测的便携式低功耗瓦斯气体浓度监测仪。

背景技术

在煤矿生产中，随着煤层采动，煤层中往往会涌出矿井瓦斯，它与空气混合，当其体积百分比为3.5％-16％时，遇明火就会发生爆炸，给矿井的安全生产带来了巨大的威胁。在我国煤矿安全事故中，瓦斯爆炸造成的伤亡人数占所有重大事故伤亡人数的50％以上，如果不能及时有效地监测井下瓦斯气体浓度，一旦发生事故，不仅会带来惨重的人员伤亡，而且在停产维修的过程中又会造成很大程度上的经济损失。因此，对瓦斯气体浓度进行实时监控在矿井通风系统中显得非常重要。但是，在现有技术中，瓦斯气体浓度监测仪在实现其监测瓦斯气体浓度的同时并没有兼顾考虑其便于携带和低功耗的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种便携式低功耗瓦斯气体浓度监测仪，其结构简单，设计合理，体积小，便于携带，功耗低，成本低，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种便携式低功耗瓦斯气体浓度监测仪，其特征在于：包括监测控制器、与监测控制器输入端相接的瓦斯传感器和编码电路、与监测控制器输出端相接的显示电路和报警电路以及分别为监测控制器、瓦斯传感器、编码电路、显示电路和报警电路供电的电源管理电路；所述监测控制器为将瓦斯传感器所采集的瓦斯浓度信号和编码电路所输入的报警阈值进行对比并输出控制信号给显示电路和报警电路的低功耗单片机；所述显示电路为在监测控制器的控制下实时显示瓦斯浓度的液晶显示电路；所述报警电路为在监测控制器的控制下在瓦斯浓度超过报警阈值时进行语音报警的语音报警电路；所述电源管理电路包括与外电源相接的开关电源电路和与开关电源电路相接的电压调节电路和蓄电池，所述电压调节电路的输出端和蓄电池的输出端均接双电源选择电路，所述双电源选择电路的输出端接电压转换电路一，所述电压转换电路一的输出端接电压转换电路二，所述电压转换电路一的输出端与瓦斯传感器相接，所述电压转换电路二的输出端与监测控制器、编码电路、显示电路和报警电路相接。

所述监测控制器为芯片MSP430F149。

所述开关电源电路的输出电压为13.8V-14.8V。

所述电压调节电路为将13.8V-14.8V的电压调节为12V的电路。

所述蓄电池为12V铅酸蓄电池。

所述电压转换电路一为将12V电压转换为5V电压的电路。

所述电压转换电路二为将5V电压转换为3.3V电压的电路。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单，设计合理：本发明由监测控制器、瓦斯传感器、编码电路、显示电路、报警电路和电源管理电路构成，能够对煤矿井下瓦斯气体浓度进行监测并在瓦斯气体浓度超过设定的报警阈值时通过报警电路进行报警，同时在显示电路上实时显示监测到的瓦斯浓度，结构简单，设计合理。

2、体积小，便于携带：本发明采用单片机为监测控制器，且在设计中兼顾考虑性能和体积的优化，体积小，便于携带。

3、功耗低：本发明采用性能优越的低功耗单片机MSP430F149为监测控制器，编码电路、液晶显示电路和语音报警电路均设计为3.3V供电，选用了5V供电的瓦斯传感器，而且，还设计了能够降低功耗的电源管理电路，并在软件中做了相应处理，大大降低了系统功耗，节能效果好。

4、成本低：本发明在满足能够完成其所需功能的前提下，严格控制了其设计和制造成本，设计和制造成本低。

5、使用效果好，便于推广使用：本发明实现了对瓦斯气体浓度的实时监测和实时显示，并在瓦斯气体浓度超过设定的报警阈值时进行语音报警的功能，同时还具有低功耗、节约电能、便于携带的优点，能够有效减少矿井安全事故的发生，减少人员伤亡和经济损失，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路框图。

图2为本发明的电路原理框图。

附图标记说明：

1-监测控制器；      2-瓦斯传感器；      3-编码电路；

4-显示电路；        5-报警电路；        6-电源管理电路；

6-1-开关电源电路；  6-2-电压调节电路；  6-3-蓄电池；

6-4-双电源选择电路；6-5-电压转换电路一；6-6-电压转换电路二。