[发明专利]数据采集一体化矿用本安型计算机

说明书

技术领域：

本发明涉及矿用计算机，具体涉及数据采集一体化矿用本安型计算机。

技术背景：

煤矿生产中许多场合需要使用隔爆型或者本安型计算机,如采煤机、通风系统、安全监测监控系统、便携测量系统等。但是，现有隔爆型或者隔爆兼本安型计算机还远远不能适应煤矿工业多样化的需求。因此，除开发各种隔爆计算机外，有必要对适用于煤矿井下的防尘、防震、防潮、低功耗、易携带的矿用本安型计算机进行研究和开发。

目前，在矿用本安型计算机中，与矿用有线和无线随钻测量系统配接通信，在国内尚无；计算机采用“ia”保护等级，适合于矿井救灾环境，可以与有线矿用救灾指挥装置和矿用救灾无线指挥装置配接，进行语音、视频和环境数据处理及显示，在国内尚无；采用虚拟仪器设计方法，用采集卡采集原始信号，仪器的功能采用软件设置，经过隔爆处理后与具有煤安认证的矿用传感器配接，实现了数据的高速处理，功能软件厂家和用户共同定制，在国内尚无。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供数据采集一体化矿用本安型计算机。

为了解决上述问题，本发明技术方案是，数据采集一体化矿用本安型计算机，包括电池组、DC-DC模块、LED显示屏、工控板、USB无线WIFI模块、信号隔离板、信号转换电路、矿用本安型耳麦、以太网信号接口、矿用本安型USB闪存盘、RS485/RS232信号接口和矿用本安型键盘；

其特点是:该数据采集一体化矿用本安型计算机还设置有“ia”级本安保护电路、触摸板、信号采集板、矿用传感器接口、矿用本安型有线/无线随钻测量装置探管和随钻通信板；

所述DC-DC模块由电池组通过“ia”级本安保护电路供电，DC-DC模块分别为LED显示屏、工控板、信号隔离板、信号采集板供电，并且所述DC-DC模块的各个输出端的正负极均彼此隔离；

工控板接收信号隔离板输出的USB信号，接收触摸板输出的USB信号，进行处理后输出到LED显示屏显示；工控板还与USB无线WIFI模块进行双工通信；工控板还将收到的信号进行处理，输出USB信号到信号隔离板；

信号隔离板对收到的信号进行隔离处理及信号转换；信号隔离板与工控板、信号转换电路、以太网信号接口、矿用本安型USB闪存盘、RS485/RS232信号接口、矿用本安型键盘和随钻通信板分别进行双工通信；

信号转换电路将信号隔离板输出的标准信号转换成音频信号输出到矿用本安型耳麦；信号转换电路接收矿用本安型耳麦输出的音频信号转换成标准信号输出到信号隔离板；

信号采集板接收矿用传感器接口输出的模拟电流信号或者频率脉冲信号进行处理后输出到信号转换电路，信号转换电路将收到的信号转换成标准信号输出到信号隔离板，信号隔离板进行隔离处理后输出到工控板；工控板输出标准信号通过信号隔离板进行隔离处理后到信号转换电路，信号转换电路转换成控制信号输出到信号采集板，控制信号采集板采集矿用传感器接口的数据。

本发明采用“ia”保护等级，可以与有线矿用救灾指挥装置和矿用救灾无线指挥装置配接，可以与矿用有线和无线随钻测量系统配接通信,进行语音、视频和环境数据处理及显示；同时，采用虚拟仪器设计方法，由多功能数据采集卡采集原始信号，仪器的功能采用软件定义，经过防爆设计后与具有煤安认证的矿用传感器配接，实现了数据的井下高速实时处理，仪器功能可根据需要定制；并且，采用先进的隔离技术，对输出信号（包括USB、RS232、RS485信号，频率信号）和电源进行隔离保护。

根据本发明所述的数据采集一体化矿用本安型计算机的一种优选方案，所述“ia”级本安保护电路与电池组用环氧树脂灌封成一体作为本安组件，并且在电池组的输出端设置限流电阻以限制电池组的输出能量；电池组的充电端串联设置阻断二极管；实现“ia”级本质安全电路要求；并具有可更换备矿用浇封兼本安型备用电源,满足24小时以上的不间断工作。

根据本发明所述的数据采集一体化矿用本安型计算机的一种优选方案，所述信号采集板包括隔离放大器、切换开关和多功能数据采集卡；其中隔离放大器将矿用传感器接口输出的模拟电流信号或者频率脉冲信号进行隔离放大处理后，由切换开关按照工控板的指令切换输出到多功能数据采集卡，多功能数据采集卡进行数据采集和转换后输出到信号转换电路。