[实用新型]便携式气体检测及人员搜救组合仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于煤矿井下的便携式气体检测及人员搜救组合仪器，属煤矿安全监测及人员监测电子技术领域。

背景技术

目前公知的用于煤矿井下气体检测仪器，一般为单一的气体检测，最多的是两种气体检测，分有线的和便携的两类，主要以检测甲烷气体为主，如甲烷传感器和便携式甲烷检测报警仪，是两种独立的产品。甲烷传感器大都为由矿用电源(本安直流12V～24V)供电，采用载体催化元件检测头，信号输出为频率或电流方式通过多芯电缆与监控分站相连接，有线传输的弊端是对线路依赖性强、受布线局限有些重要的监测点不能放置传感器以及故障点多维护困难；便携式甲烷检测报警仪大都为普通充电电池供电，0～4％CH4测量范围的载体催化元件检测头，无信号输出功能，整机电流在50mA左右，电池一次充满电后正常工作时间为24小时。以上两种产品有些在空气环境中能实现自动调零，但在有瓦斯气体环境中均不能实现自动调零，不能实现信号无线传输，功耗均在50mA以上，均无人员识别功能；而公知的井下人员读卡器，是一种由矿用电源(本安直流12V～24V)供电，用于读取识别范围内的人员识别卡的信息，并将信息有线传输给井下人员位置分站或直接传输给地面监控主机，不能进行井下移动式搜救、呼救，不能在井下实现收发短信息的功能。

发明内容

本实用新型的目的是，根据传统的煤矿井下气体检测仪器存在检测气体单一化的等技术上的不足，本实用新型将设计和推出一种能检测多种井下气体，并能在井下对受难人员进行搜救的组合式仪器。

本实用新型的技术方案是，本实用新型便携式气体检测及人员搜救组合仪由本安外壳、气体传感检测头、四组通用信号插座、镍氢电池组、主板、显示板、显示窗、声光报警器、触摸式按键组成；主板、显示板、声光报警器、镍氢电池组安装在本安外壳内；四组通用信号插座设置在本安外壳的底部，气体传感检测头是独立的部件，四组通用信号插座对内与主板电路相连，对外分别与四种气体传感检测头的插头相连；显示窗设置在本安外壳上方面板上，上方面板还安装了触摸式按键，留有蜂鸣器报警孔。

所述传感检测头包括分别为由甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢气体的敏感元件与相应的检测电路和前级信号放大电路制作在一起形成的独立部件，它们的输出都是0～3V信号，插脚具有通用性，仪器留有四组通用信号插座，最多可同时检测四种环境气体及环境温度，用户可以根据现场的实际需要进行传感头的配置，使用灵活方便，从而有效地为用户节省投资。四组通用信号插座设置在本安外壳的底部，气体传感检测头是独立的部件，两者通过插头座相连，各自气室通过气室外壳内侧螺纹旋钮在通用信号插座上，气室外壳底部有多个小孔，与检测仪外空气相通；传感检测头可从气室接受到气体；可实现由用户自由选择组合即插即用的多种气体实时综合检测，弥补了公知的其它型式的便携式气体检测仪只能检测一到两种气体的不足。

本实用新型仪器电路的主板以ZigBee无线射频单片机芯片CC2530为核心(CC2530结合了一个完全集成的，高性能的RF收发器与一个8051微处理器)，内部电路由电源稳压及充电电路、小体积前置信号放大板(兼做气敏元件管脚插接板)、催化元件的脉宽调制供电电路、信号采集电路、无线通讯电路、显示和声光报警电路等构成。仪器单片机软件分元件供电方式模块、信号检测模块、自动调零模块、A/D转换模块、ZIGBEE无线通讯模块、按键显示及声光报警模块等。

本实用新型传感检测头采用独特的脉冲供电方式的：仪器在休眠时采用脉宽调制方式使热传感检测头保持在热态，然后再对其全压供电几秒，检测后，再进入休眠方式，从而使其功耗大为降低。即使作为与安全监控系统配套使用的传感器连续使用时，通过软件设计也可对传感检测头进行5秒脉冲供电→3秒全压供电→毫秒级的A/D转换检测的循环连续检测。一个检测周期仅需8秒多，远低于国家行业标准对气体检测的响应时间20S。加上选用低功耗的传感元件及灵活运用CC2530内核CPU低功耗的工作模式使得整个仪器的最大工作电流仅为20mA，由于仪器采用三节1.2V1000mAh的镍氢电池串联作为仪器的供电电源，因此电池一次充满电后连续工作时间可达15天以上。而其它公知的便携式甲烷检测报警仪整机电流在50mA左右，电池一次充满电后连续工作时间为24小时。