[实用新型]智能安全帽的检测预警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿山安全技术领域，具体是涉及一种矿工用的智能安全帽，特别是涉及一种智能安全帽的检测预警装置。

背景技术

能源是人类社会得以维系与发展的动力，而在获取能源的同时，人类也付出了极大代价，仅就中国而言，2009年是矿难事故发生较少的一年，也有2630人遇难，1995年更是触目惊心，10572人被矿难夺去了生命。因此，除了国家要加大安全隐患排查，提高矿工下井操作的安全性更是迫在眉睫。众多的矿难事故中，大多数原因是由于透水和瓦斯爆炸，它们直接威胁到矿工的生命安全，特别是瓦斯爆炸，它产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。

瓦斯爆炸从其本质来说，就是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。瓦斯爆炸的条件是具备一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5﹪～16﹪。当瓦斯浓度低于5﹪时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层；当瓦斯浓度为9.5﹪时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16﹪以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过裂隙、断层、塌陷区等各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常也称为透水。井下采掘工作面发生透水之前，一般都有某些征兆。例如，巷道壁和煤壁“挂汗”， 气温骤然降低，有臭鸡蛋味，工作面的有害气体增加（积水区常激发出气体一瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体），煤发潮发暗等，仅依靠有经验老工人才能掌握透水征兆的规律，一旦作出错误的判断轻则影响生产施工，重则造成重大安全事故。

为了提高这些危险因素的预防系数，设计一款具有检测预警作用的智能安全帽对矿工的生命安全及矿井的建设和生产具有实际意义。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

MS5611-01BA气压传感器是由MEAS（瑞士）推出的一款SPI和I2C总线接口的新一代高分辨率气压传感器，分辨率可达到10cm。该传感器模块包括一个高线性度的压力传感器和一个超低功耗的24位Σ模数转换器（工厂校准系数）。MS5611-01BA提供了一个精确的24位数字压力值和温度值以及不同的操作模式，可以提高转换速度并优化电流消耗。高分辨率的温度输出无须额外传感器可实现高度计/温度计功能。可以与几乎任何微控制器连接。通信协议简单，无需在设备内部寄存器编程。MS5611-01BA压力传感器只有5.0毫米×3.0毫米×1.0毫米的小尺寸可以集成在移动设备中。