[发明专利]一种多参数联动的LED防爆灯控制模块及防爆控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体为一种多参数联动的LED防爆灯控制模块及防爆控制方法。

背景技术

随着矿业的飞速发展，矿难事件时有发生，为了降低伤害，凡是能引发火灾爆炸等事故的因素都要受到重视，并尽可能的去避免，在有可燃性气体的场所由照明灯引起的事故在矿难爆炸中占一大比例，照明灯具在使用时不可避免的产生火花，表面炽热等现象都有可能对国家财产和人民的人身安全造成威胁。LED灯是冷光源，照明效率高，耗电量少，在21世纪得到广泛的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种多参数联动的LED防爆灯控制模块及防爆控制方法的技术方案，综合灯具温度、灯具压力、甲烷气体浓度三个可能产生爆炸的因素来调节LED的驱动功率以及色温，使得爆炸系数降低，即便自爆亦不会引起周围气体的爆炸，从而降低风险，创造更多的社会价值。

所述的一种多参数联动的LED防爆灯控制模块，其特征在于包括单片机，单片机与综合数据处理模块、LED驱动电路、LED色温调控模块配合连接，综合数据处理模块与综合温度数据处理模块、综合压力数据处理模块、甲烷浓度数据处理模块配合连接，综合温度数据处理模块与灯具内部温度传感器、灯具外部温度传感器配合连接，综合压力数据处理模块与灯具内部压力传感器、灯具外部压力传感器配合连接，甲烷浓度数据处理模块与甲烷气体浓度传感器配合连接，LED驱动电路、LED色温调控模块还与防爆紫外火焰探测器配合连接，防爆紫外火焰探测器与报警器配合连接。

所述的一种多参数联动的LED防爆灯控制模块，其特征在于所述的单片机采用stm32f103c8t6芯片。

所述的一种多参数联动的LED防爆灯控制模块的防爆控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）通过灯具内部温度传感器、灯具外部温度传感器、灯具内部压力传感器、灯具外部压力传感器、甲烷气体浓度传感器采集数据，得到灯具内部温度T1，灯具外部温度T2、灯具外部压力P1、灯具内部压力P2，甲烷气体浓度c；T为经过综合温度数据处理模块3处理得出的综合温度；P为经过综合压力数据处理模块处理得出的综合压力，C为经过甲烷浓度数据处理模块处理得出的甲烷气体浓度c；

2）计算灯具LED的防爆系数M，

V为灯具内部气体体积， n为气体的物质的量，R为比例系数，约为8.31441±0,00026J/（mol*k）；

 

借助Matlab软件进行辅助得出式中和为最小二乘估计值，e为检测值与拟合模型之间的残差；运用最小二乘法时，误差采用最小化残差的平方和，即

      （5）

分别对上式（5）中的a_i和b_i进行微分，并使可得:

最后，通过实验仿真，得到直线方程为

不同传感器的值不同；

3）根据式（6）可以在单片机中预设好安全参数范围，当LED防爆灯开始工作的时候，便可以不断地采集温度、压力、甲烷气体浓度等数据，进行处理数据，同预设的安全数值范围进行比较，如若超出安全范围，便可以由单片机通过操控LED驱动电路、LED色温调控模块进行调节，从而降低温度以及压强，防爆系数增大，如若通过单片机的调控已经不能阻止爆炸的发生，此刻防爆紫外火焰探测器可以及时启动报警器报警。

上述一种多参数联动的LED防爆灯控制模块，通过将环境变量以及自身变量转换为模拟量，经过数据综合处理来合理控制LED灯的驱动功率以及色温；本发明由温度，压力，甲烷浓度这三个可能引起爆炸事故的因素上着手得出综合数据，来使得防爆系数增大；本发明通过综合处理得出的综合数据来合理调控LED驱动功率以及改变其色温；本发明采用防爆紫外火焰探测器，其具有非常卓越的火焰识别灵敏度，以及对非火焰红外干扰有很强的免疫力，在防爆灯爆炸后能反应灵敏的启动警报器；本发明从防爆与爆炸预警两方面综合降低爆炸带来的损失。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的程序设计流程图；