[发明专利]煤矿用自诊断甲烷传感器及自诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿用传感器技术领域，涉及煤矿用甲烷传感器，尤其涉及煤矿用自诊断的甲烷传感器及自诊断方法。

背景技术

目前，我国煤矿安全监测系统已取得长足发展，但还存在一些急需解决的问题，特别是在煤矿安全监测系统的信息采集与传输技术上，受误报、监测盲区、采集方法落后、传感器调校周期短、智能化程度不高、维护工作量大、人员误操作等因素制约，严重影响了煤矿安全监控系统的可靠性。特别是现有煤矿用甲烷传感器无实质性故障自诊断功能，特别无元件损坏程度、电源工作状况是否正常的自诊断功能；只有有线数字信息传输功能或频率型信号传输功能，有信号线故障导致监控中断产生误报的技术问题等。中央处理器直接连接RS485通信模块或频率输出端或电流输出端，目前不同矿山所采用的制式不同在选用时会造成不匹配等状况，甲烷传感器的自诊断功能不完善。

发明内容

针对现有煤矿用甲烷传感器所存在的技术问题，增加自诊断功能。提供一种能够自行诊断元件损坏及电源是否正常工作、电流型、频率型、RS485总线型输出电路的断路、短路、通讯信号是否故障的自诊断的煤矿用甲烷传感器及自诊断方法。

本发明所要解决技术问题的技术方案是：提供一种煤矿用自诊断甲烷传感器，包括：本安外壳内本安电源101电连接电池转换模块102电连接中央处理器105，本安电源101还顺序电连接电源转换模块103、甲烷检测电路104、中央处理器105，电源转换模块103还电连接输出端口复用电路111，电池转换模块102电连接电源转换模块103，中央处理器105还分别红外连接红外遥控器110，电连接显示模块109，特点在于中央处理器105电连接控制RS485通信模块106、频率输出端107、电流输出端108的输出端口复用电路111。

其中：无线模块112与中央处理器105电连接。

其中：输出端口复用电路111包括选通开关U2的1管脚接电流输出端108电路，2管脚接地，3管脚接频率输出端107电路，5管脚接+5V电压端，6管脚PORT_CTRL1接中央处理器105的I/O口，选通开关U2的4管脚接选通开关U3的3管脚，U3的1管脚与458_A连接，2管脚接地，6管脚PORT_CTRL2与中央处理器105的I/O口连接，5管脚接+5V电压端， U5的1管脚接458_B,2、3管脚接地，5管脚接+5V电压端，6管脚PORT_CTRL3与中央处理器105的I/O口连接， R9和U3的4管脚相连接后，通过D4和U5的4管脚、R15相连接，R15和R9通过D5相连接，C6、C7串联后分别接R9和R15，C6、C7两电容串联的中点接地，C6、C7两电容串联后两端接信号输出端口J2。

提供一种煤矿用自诊断甲烷传感器的自诊断方法，特点在于：对电路故障的诊断，首先判断信号输出类型，当PORT_CTRL1为高（H）电压，PORT_CTRL2为低（L）电压，PORT_CTRL3为低（L）电压时，为电流型输出；当PORT_CTRL1为低（L）电压，PORT_CTRL2为低（L）电压，PORT_CTRL3为低（L）电压时，为频率型输出；当PORT_CTRL1为任意（X）电压，PORT_CTRL2为高（H）电压，PORT_CTRL3为高（H）电压时，为RS485总线型输出；当信号输出类型为电流型输出时，电流型断路LED指示灯亮为断路，电流型断路LED指示灯熄灭为无断路，当电流型短路LED指示灯亮为短路，电流型短路LED指示灯熄灭为无短路；当信号输出类型为频率型输出时，频率型断路LED指示灯亮为断路，频率型断路LED指示灯熄灭为无断路，当频率型短路LED指示灯亮为短路，频率型短路LED指示灯熄灭为无短路；当信号输出类型为RS485总线型输出时，RS485通信失败LED指示灯点亮通信失败，RS485通信失败LED指示灯熄灭通信正常。

其中：甲烷元件的自诊断方法为在以上电路判断为无故障的基础上，红外遥控器校准或调整煤矿用甲烷传感器的初始状态时，无法校准或无法调整，认为甲烷元件损坏，否则甲烷元件无损坏。

本发明的有益效果是：本发明提供了输出端口复用电路111，实现了电流型、频率型、RS485总线型输出多制式通信方式一体化，满足目前煤矿安全监控系统不同制式的需求，传输信号能够有线或无线输出，同时实现了红外遥控，通过自诊断方法对中央处理器的软件编程，实现了本发明对电流型、频率型、RS485总线型输出电路的断路、短路、通讯信号故障状态的自诊断，同时实现了对甲烷元件的自诊断及信息传输。

附图说明

图1.本发明第一实施例结构原理图；