[实用新型]一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置

说明书

技术领域

本实用新型属于井下通风故障检测领域，具体涉及一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置。

背景技术

保持矿井通风是煤炭开采过程中必不可少的环节。风门设置过多且部分风门位置不合理，矿井通风线路较长、漏风，回风巷道局部冒落等都会导致通风受阻，使矿井瓦斯、粉尘、一氧化氮、二氧化碳等浓度超标，危及矿工生命安全。

2005年，云南曲靖市富源县竹园镇松林村一非法煤矿，采用一台1.5千瓦的非煤矿专用鼓风机和直径约100毫米的编织袋作为风筒向作业地点供风，非法作业，导致井下瓦斯浓度超标，遇井下电工操作潜水泵产生电火花引爆瓦斯，导致27人死亡(其中女工10名)，15人受伤；同年，山西省吕梁市交城县某乡办煤矿由于局部通风管理混乱、掘进工作供风量严重不足，微风作业，造成瓦斯积聚，巷道信号电缆短路产生电火花，引起瓦斯爆炸，造成29人死亡、5人受伤；世界上最大的本溪煤矿粉尘爆炸，致1549人死亡、重伤246人；2015年8月15日，山东枣庄滕州市的柴里煤矿井下发生冒顶事故，导致两名工作人员遇难。

类似案例多不胜数，这血淋淋的事件时刻警醒着政府和人们在开采煤炭的各个流程中，务必保持良好的通风设备。基于此，亟需设计一种检测井下通风环境和通风量的智能安全预警装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置，通过检测井下环境中粉尘浓度、氧气浓度和甲烷浓度，实现通风系统中通风量的智能控制和超值预警。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置，包括STC89C52主控制器，所述STC89C52主控制器上连接稳压供给模块、空气质量检测模块、信号记录模块和智能预警模块；所述稳压供给模块采用单片开关电源，所述单片开关电源包括防静电保护电路、高频变压器和同步整流电路；所述空气质量检测模块包括粉尘浓度检测仪、氧气浓度传感器、甲烷浓度检测器、阈值超标、信息反馈和备用风机工作；所述信号记录模块包括数码管动态扫描、双排液晶显示器、超出设定、显示红光闪烁和信号导出设备；所述智能预警模块包括长鸣警示、闪光报警、无线电报警和短信加拨号。

所述防静电保护电路采用ESD保护电路，用于防止因人体静电作用而导致器件损坏，所述高频变压器采用磁心型号为EE25的高频变压器，所述同步整流电路包括MOSFET、同步续流二极管和共模扼流圈；所述粉尘浓度检测仪、氧气浓度传感器、甲烷浓度检测器分别采用LD5C微电脑粉尘检测仪、TIDA00056氧气浓度传感器、红外光学分析仪，用于检测井下空气中的粉尘浓度、氧气浓度和甲烷浓度，当检测阈值超标时，信息反馈STC89C52主控制器，控制备用风机工作，增大空气流通量；所述数码管动态扫描采用共阴极型，用于动态显示检测出的粉尘浓度值，所述双排液晶显示器采用12864液晶显示器，上排用于显示氧气浓度值，下排用于显示甲烷浓度值，当检测值超出设定时，数码管动态扫描和双排液晶显示器显示红光闪烁，用于警示；所述无线电报警采用无线通信技术，当检测值超出设定时，向绑定手机发出短信加拨号指令，实现多重预警效果。

本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在：

本实用新型采用STC89C52主控制器，保证了系统的稳定性和准确性；采用基于防静电保护电路、高频变压器和同步整流电路的单片开关电源，可实现启动保护和稳定输出的双重效果；同时采用粉尘浓度检测仪、氧气浓度传感器和甲烷浓度检测器，可全方位检测井下环境质量，实现通风量的准确设定，信息反馈环节的采用可及时对比设定值并反馈采集信号，进而控制备用风机工作；采用数码管动态扫描和双排液晶显示器的显示红光闪烁功能，既可以达到显示浓度值的目的，又实现了红色闪烁警示的功能；采用无线通信技术中的短信加拨号功能，可及时通知井下负责人，缩短问题处理时间，达到安全预警的目的。在井下现场测试结果表明，系统控制稳定，空气质量检测准确，通风量控制标准，非常适合在井下通风环境中运用推广。

附图说明

图1为本实用新型一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置总体框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明：

如图1所示，一种用于检测井下通风环境的智能安全预警装置，包括STC89C52主控制器，所述STC89C52主控制器上连接稳压供给模块、空气质量检测模块、信号记录模块和智能预警模块；所述稳压供给模块采用单片开关电源，所述单片开关电源包括防静电保护电路、高频变压器和同步整流电路，所述防静电保护电路采用ESD保护电路，用于防止因人体静电作用而导致器件损坏，所述高频变压器采用磁心型号为EE25的高频变压器，所述同步整流电路包括MOSFET、同步续流二极管和共模扼流圈；所述空气质量检测模块包括粉尘浓度检测仪、氧气浓度传感器、甲烷浓度检测器、阈值超标、信息反馈和备用风机工作，所述粉尘浓度检测仪、氧气浓度传感器、甲烷浓度检测器分别采用LD5C微电脑粉尘检测仪、TIDA00056氧气浓度传感器、红外光学分析仪，用于检测井下空气中的粉尘浓度、氧气浓度和甲烷浓度，当检测阈值超标时，信息反馈STC89C52主控制器，控制备用风机工作，增大空气流通量；所述信号记录模块包括数码管动态扫描、双排液晶显示器、超出设定、显示红光闪烁和信号导出设备，所述数码管动态扫描采用共阴极型，用于动态显示检测出的粉尘浓度值，所述双排液晶显示器采用12864液晶显示器，上排用于显示氧气浓度值，下排用于显示甲烷浓度值，当检测值超出设定时，数码管动态扫描和双排液晶显示器显示红光闪烁，用于警示；所述智能预警模块包括长鸣警示、闪光报警、无线电报警和短信加拨号，所述无线电报警采用无线通信技术，当检测值超出设定时，向绑定手机发出短信加拨号指令，实现多重预警效果。