[实用新型]节能型多功能一体化矿灯

说明书

技术领域：本实用新型属矿灯领域，是根据近年来科技发展和煤矿安全需要对传统矿灯的全面改进和变革。 

背景技术：现在我国所有矿井绝大多数还使用传统的由两部份组成的分体式井下矿灯，一为腰部背负的储存电能的蓄电池，一为插在头盔上的照明灯，经电缆接插相连，矿工们在井下工作时，总感到电缆刮扯束缚，右侧电池负重别扭，特别是肩部扛抬物件时，这完全应该从结构上加以解决。 

随着近年的科技进步，如白色高亮度发光二极管LED，由于是冷光源，与传统的白炽灯相比，节电效率可高达80％，寿命长达20000小时，当用于矿灯，则相应的蓄电池容量体积和重量可大大缩小，而近年蓄电池技术的进步，镍氢电池、锂离子电池等都可以做到体积小、容量大、无腐蚀，携带使用方便，这就促使本发明人想到将小体积蓄电池放在头盔内部而使矿灯头盔成为一体，又增加两个小功率辅灯斜向自动左右照路，兼作备用，这样矿工下井时只须戴一个头盔，体态自由平衡，轻巧方便，腰部不再有侧向受力和电缆刮扯。于是设计为产品，并申请了专利，头盔电池一体化矿灯，但是又感到工人在井下，最担心的还有瓦斯爆炸，而瓦斯(CH4甲烷)与煤矿是不可分的，只有多和少的问题，高瓦斯矿和低瓦斯矿，但只有当瓦斯浓度超过一定量，才有可能由火花引爆，为了彻底解决工人下井后顾之忧，促进井下各处通风良好，保证安全生产，将瓦斯检测及超标报警电路小型化后，放在头盔内，共用一个电池供电，定时检测，如果达到一定浓度(例如1％<体积比>)，则有提示声，引起注意，随即告之井下通风管理人员密切关注，如达2％则立即声光报警，如不能尽快改善，则考虑离开险区逃命，由于检测报警电路在自己头顶上，反应时间不到20秒，随即可以得知何处安全，如是又申请了第二个专利，头盔电池瓦斯报警一体化矿灯，专利号：ZL200520124928.7，其样品先后在兖州矿务局下属煤矿试用，当征求改进意见时，广大工人都说好，非常受欢迎，因为轻巧方便又满足走路时自动照路和工作时高亮度照明要求，但是不久兖矿负责安全检测部门告之，如称具有瓦斯报警功能的矿灯，则按井下报警器材规定，每半年必须检测一次，每次检测费用为300元，比整个矿灯价格还高，真令人啼笑皆非，如是我们改称为“瓦斯提示”，是指在远未达报警危险程度之前，提前告之瓦斯浓度的增长变化趋势，只是使之密切关注的提示。这就不必要求严格的定量误差检定，如每五分钟检测瓦斯浓度一次，若达1％(体积比)，则主灯闪光一次，如达1.5％，则闪光两次，并缩短检测时间为每三分钟检测一次，如达2％，则闪光三次，提示考虑离开现场，而真正能引起爆炸，在20℃时要4.9％以上时才可能发生。这还有足够时间离开险区，因而不再称瓦斯报警功能。 

根据国标GB7957-2003和国家采煤机械质量监督检验中心的检测报告可知，对矿灯照度的要求：点灯开始≥900Lux(以前为800Lux)，点灯11小时后≥600Lux(以前为400Lux)。国家质量监督检验检疫总局订的这个标准，应该说是根据当时科技水平不得已而为之，众所 周知，电池充完电，电压最高，而放电11小时后，所存电量不多，电压较低，显然灯泡亮度低，要在点灯后期还维持开始时的照度过去很难实现，并不是认为后期照度低是合理的，应该的，现今都使用大功率(1W)高亮度发光二极管，这里存在两个一般不为人们关注的问题，一是LED的正向电流和端电压，在3.1伏以后是典型的指数曲线，电压增加一小点，电流可大幅度增加，二是大功率LED的发光效率在受到甚至只一次很短时间的大电流冲击，就可能受到伤害而下降，不能再恢复，因而通常都采用低压差调整管进行稳压或稳流，目的是消耗浪费掉高出的那部分电压，而锂离子电池充满时，电压为4.2伏，而且放电的大部份时间为3.7伏，而LED的端电压一般可控制在3.2-3.3伏(300mA时)，这样调整管上会一直浪费很多能量，因而到放电后期调整管上最低压差保不住时，就会输出电压降低，电流变小，亮度降下来，这是现今国内外矿灯普通存在的不足，因而利用好电池能量，进行精打细算的节能设计很有必要，何况我们的电池还要提供瓦斯检测及发送本人代码定位信息两项附加功能用电，特别是瓦斯检测，传感器要加温到190-200℃以上高温，要烧去表面沾附的油污和不洁物，这就得选用功耗低，热惯性小，反应快的半导体气敏传感器，还得想办法定期采样检测，目的就是节能。