[实用新型]便携式矿井缺氧及瓦斯检测一体化报警器

说明书

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，尤其涉及一种便携式矿井缺氧及瓦斯检测一体化报警器。 

背景技术

瓦斯是煤炭开采的伴生物，瓦斯爆炸已成为我国矿难的第一大祸首。在矿井经常发生的事故中，矿工进入不通风区域造成的死亡也占很大比例，特别是缺氧窒息尤为严重。因此，如何准确监测瓦斯和氧气浓度，在其超限时提前预警并采取相应的预防措施已成为防止矿难频发的关键问题。实践证明，实时瓦斯浓度检测对保障煤矿安全生产，提高生产效率以及提高煤矿装备现代化水平，都有着举足轻重的作用。 

目前我国大型煤矿基本上都配备了较大规模的瓦斯浓度检测系统，但其过高的造价、庞大的配置和高昂的运行成本阻碍了它在中小型煤矿的推广使用。中小煤矿大多采用小型的瓦斯检测仪，一般的做法是在矿井某些巷道中安装几个或者一个瓦斯检测仪器，当其浓度超过设定标准时就会自动报警，提醒工作人员撤离工作面，从而避免不安全因素发生。但因为检测点过少，无法保证在第一时间检测到瓦斯泄漏并报警，使得中小型煤矿的瓦斯爆炸案时有发生。因为气体是一个逐步的、随时扩散的过程，在检测仪个数很少情况下仪器检测到瓦斯超标的时候为时已晚，错过了有效组织矿工撤退的最佳时机。另一方面，在矿井生产过程中，由于采掘、地质构造和停风、停电等原因以及少数长期不通风的巷道都会造成缺氧地带。尽管国家《煤矿安全规程》中明确规定采掘工作面的进风流中，按体积计算，氧气不得低于20%。但我国煤矿企业一般只进行瓦斯、二氧化碳、一氧化碳的检测，而对氧气含量一般不进行检测，虽然煤矿井下缺氧窒息死亡事故时有发生，可这个问题一直没有引起应有的重视，很多企业对其危险程度仍认识不足。目前国内虽有一些厂家生产氧气检测仪，但体积大、价格高的缺陷使得许多采矿企业望而却步。 

发明内容

本实用新型的目的是针对目前我国中小型煤矿企业在瓦斯及缺氧检测方面的缺陷提供一种便携式矿井缺氧及瓦斯检测一体化报警器。采取的方法是在每个矿工的安全帽上安装瓦斯和缺氧检测报警器，实现瓦斯超标和缺氧的一体化移动式多点检测和实时报警。当两者之中任一情况发生时，报警器在第一时间会发出方式各异的声光报警，及时提醒矿工撤离矿井，特别是对采掘工作面范围较广、工人分散作业的井下避免矿难的效果将更加显著。本报警器的最大优势是将瓦斯和氧气检测装置与矿工安全帽结合为一体，使每个矿井工人都成为一个移动检测点，提高了检测的准确性和时效性。该报警器在小巧便携、简便实用的同时，成本低廉，性价比高，灵敏高效，抗干扰能力强，将会使中小型采矿企业乐于接受并有利于普及推广。 

本实用新型通过以下技术方案来实现：该报警器以8051单片机为控制核心，将用于检测瓦斯和氧气浓度的两个传感器接入单片机输入端。单片机以定时中断的方式依次检测各参数，在瓦斯超标及缺氧时以不同的输出方式经音响控制电路芯片KD9561驱动喇叭发出不同的报警声响，并驱动接在并行口上的相应的发光二极管点亮以光的形式报警。连接在INT0上的消警按钮的作用是在其被按下后使音响控制电路不能工作，从而停止报警声响，发光二极管继续点亮直到各项指标恢复正常后熄灭。 

本实用新型检测报警部分详细的技术方案是由MC112催化燃烧式气敏元件和OS-12原电池式氧气传感器分别作为瓦斯和浓度检测元件，分别经放大器LM741和μPC245A后将瓦斯和氧气转化为模拟电压，接至8位A/D转换器ADC0809的IN1与IN0端。单片机对每个通道循环采样并经软件滤波后将转换后的数字量信号交给8051单片机进行处理。单片机经过比较判断后，在检测参数异常情况下，以声光报警的形式提醒矿工出现危险，以便矿工及时撤离现场。其中声音报警信号在四模拟声集成电路芯片KD9561的控制下以两种不同的声响方式实现，即瓦斯报警用火警声实现，缺氧报警以救护车声音发声，这样可以使矿工在第一时间及时了解报警原因，迅速采取相应措施，有效保障矿工生命安全。光报警信号采用点亮两个不同的发光二级管的方式实现。 

 在发出声光报警信号的同时，当矿工按下消警按钮后，进入外部中断0中断服务程序，通过单片机输出使继电器KA吸合，KD9561在SEL2管脚为低电平时为不工作状态，将使喇叭报警声自动停止。但此时发光二级管不受影响，维持原来的状态保持不变。