專利名稱：子母式瓦斯傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種瓦斯傳感器，特別涉及一種再井下使用的子母式瓦斯傳感
O
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下某個(gè)固定點(diǎn)位進(jìn)行連續(xù)24小時(shí)測(cè)量，卻無(wú)法對(duì)某個(gè)空 間進(jìn)行全方位的連續(xù)測(cè)量。而井下特定空間范圍內(nèi)的瓦斯分布，受地理結(jié)構(gòu)的影響是不均 勻的。對(duì)于掘進(jìn)(移動(dòng))過(guò)程中的瓦斯監(jiān)測(cè)，由于不便線纜連接，現(xiàn)行的方法是采用便攜式 (或機(jī)載式)瓦斯監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。而其數(shù)據(jù)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“上傳功能”，信息不能共享。災(zāi) 害發(fā)生前或后，由于數(shù)據(jù)缺失，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)害的預(yù)防與救援，失去實(shí)際意義。此外，現(xiàn)有甲烷傳感器就其基本工作過(guò)程而言，皆為本地采集環(huán)境甲烷濃度信息， 通過(guò)本機(jī)的轉(zhuǎn)換和處理電路，形成量化的甲烷濃度信息。通過(guò)傳感器本身具有的顯示器件 進(jìn)行本地顯示；通過(guò)本機(jī)的處理電路將采集值同設(shè)定的報(bào)警值相比較，超限則予以報(bào)警； 同時(shí)，單向上傳。而基于全礦信息透明化的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展方向，要求井下終端設(shè)備具有雙向 的信息傳輸及人機(jī)交互功能。對(duì)于甲烷傳感器來(lái)講，即要求能夠采集和顯示本地的甲烷濃 度，進(jìn)行本地的超限報(bào)警，又能夠利用遠(yuǎn)程通訊功能，輸出遠(yuǎn)端相關(guān)地點(diǎn)的甲烷濃度和報(bào)警 信息。當(dāng)井下其它地點(diǎn)發(fā)生災(zāi)害事件時(shí)，本地人員可通過(guò)設(shè)置于本地的傳感器的顯示信息， 及時(shí)獲得災(zāi)害發(fā)生的地點(diǎn)信息及災(zāi)害程度信息。避免逃生自救的盲目性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠多點(diǎn)同時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸?shù)淖幽?式瓦斯傳感器。本實(shí)用新型的子母式瓦斯傳感器包括多個(gè)用于分別檢測(cè)子機(jī)瓦斯?jié)舛鹊淖訖C(jī)瓦斯傳感器(1)，用于檢測(cè)母機(jī)瓦斯?jié)舛?的母機(jī)瓦斯傳感器(2)，所述的母機(jī)瓦斯傳感器通過(guò)連接線與監(jiān)測(cè)分站(3)連接，上傳瓦斯 濃度信號(hào)并接收從監(jiān)測(cè)分站(3)下傳的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)；其中，所述多個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器(1) 與母機(jī)瓦斯傳感器(2)進(jìn)行無(wú)線通信連接，將子機(jī)瓦斯傳感器(1)檢測(cè)的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)無(wú) 線發(fā)送給母機(jī)瓦斯傳感器(2)，再由母機(jī)瓦斯傳感器(2)經(jīng)由信號(hào)線上傳給監(jiān)測(cè)分站(3)。其中每個(gè)所述子機(jī)瓦斯傳感器包括用于檢測(cè)子機(jī)甲烷濃度，將其轉(zhuǎn)換為子機(jī)甲烷濃度信號(hào)的第一甲烷傳感器(11)；用于采集由第一甲烷傳感器(11)輸出的甲烷濃度信號(hào)的第一采集單元(12)；用于處理來(lái)自第一采集單元(12)的甲烷濃度信號(hào)，得到子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含 有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)的第一處理器(13)；用于顯示第一處理器(13)輸出的子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)的第一甲烷濃度顯示單元 (15)；用于根據(jù)第一處理器(13)輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警的第一甲烷濃度報(bào)警器(14)；以及用于向所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)無(wú)線傳送由所述第一處理器(13)輸出的含有子 機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包的第一無(wú)線通信單元(16)。所述第一處理器(13)分別與第一采集單元、第一甲烷濃度顯示單元、第一甲烷濃 度報(bào)警器、第一無(wú)線通信單元連接；所述的第一處理器接收來(lái)自第一采集單元(12)的甲烷 濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，將處理、比對(duì)結(jié)果輸送給第一無(wú)線通信單元或/和第一甲烷濃度 報(bào)警器、或/和第一甲烷濃度顯示單元。所述母機(jī)瓦斯傳感器包括用于檢測(cè)母機(jī)環(huán)境中的甲烷濃度，并將其轉(zhuǎn)換成甲烷濃度信號(hào)的第二甲烷傳感器 (21)；用于采集由第二甲烷傳感器(21)輸出的甲烷濃度信號(hào)的第二采集單元(22)；用于處理來(lái)自第二采集單元(22)的甲烷濃度信號(hào)，得到母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含 有母機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及用于處理來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃 度數(shù)據(jù)包，得到帶有標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)的第二處理器(23)；用于將處理器(23)輸出的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給監(jiān)測(cè)分站，以及將來(lái)自監(jiān)測(cè)分 站的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給處理器(23)的雙向數(shù)據(jù)通信單元(27)；用于分別顯示第二處理器(23)輸出的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù) 據(jù)的第二甲烷濃度顯示單元(25)；用于根據(jù)第二處理器(23)輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警的第二甲烷 濃度報(bào)警器(24)；以及用于接收由子機(jī)瓦斯傳感器(1)無(wú)線發(fā)送的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù) 包，經(jīng)由所述第二處理器(23)處理后在第二甲烷濃度顯示單元(25)顯示子機(jī)甲烷濃度及 標(biāo)識(shí)，并且所述含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包經(jīng)由雙向數(shù)據(jù)通信單元(27)上傳給 監(jiān)測(cè)分站(3)的第二無(wú)線通信單元(26)。所述第二處理器(23)分別與第二甲烷濃度顯示單元、第二無(wú)線通信單元、第二采 集單元、第二甲烷濃度報(bào)警器、雙向數(shù)據(jù)通信單元連接，所述的第二采集單元還與第二甲烷 傳感器連接；所述的第二處理器接收來(lái)自第二采集單元的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得 到甲烷濃度值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲 烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的母機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到含有母機(jī) 標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。所述第二處理器(23)通過(guò)雙向數(shù)據(jù)通信單元與監(jiān)測(cè)分站連接。所述第二甲烷濃度顯示單元(25)包括用于驅(qū)動(dòng)所述母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的顯示驅(qū)動(dòng) 模塊(251)；用于顯示由所述顯示驅(qū)動(dòng)模塊251驅(qū)動(dòng)的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的母機(jī)甲烷 濃度顯示模塊(253)；以及用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊(251)驅(qū)動(dòng)的來(lái)自監(jiān)測(cè)分站(3)的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào) 和來(lái)自子機(jī)瓦斯傳感器(1)的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的外部甲烷濃度顯示模塊(252)。所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)還包括用于預(yù)置所述甲烷濃度報(bào)警閾值和母機(jī)標(biāo)識(shí)的設(shè)置單元(28)。所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)還包括用于接收第二處理器(23)輸出的其頻率與甲烷 濃度成正比單向模擬信號(hào)的單向模擬通信單元(29)。所述第二處理器(23)設(shè)有將放大的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是1、可針對(duì)某個(gè)空間范圍內(nèi)實(shí)施多點(diǎn)同時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸；2、提高瓦斯監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)的可靠性，減少監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)；3、子機(jī)與母機(jī)的傳輸采用無(wú)線通信方式，監(jiān)測(cè)點(diǎn)可在限定的范圍內(nèi)移動(dòng)，可以很 好的滿足重點(diǎn)與全面監(jiān)測(cè)的需求。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的子母式瓦斯傳感器的示意圖；圖2是本實(shí)用新型的子機(jī)瓦斯傳感器的原理圖；圖3是本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器第一實(shí)施例的原理圖；圖4是圖3所示的甲烷濃度顯示單元的機(jī)構(gòu)的原理圖；圖5是本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器第二實(shí)施例的原理圖；圖6是圖2所示的子機(jī)瓦斯傳感器的電路圖；圖7是圖5所示的母機(jī)瓦斯傳感器第二實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1顯示了本實(shí)用新型的子母式瓦斯傳感器的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器 1，用于分別檢測(cè)子機(jī)瓦斯?jié)舛?；一個(gè)母機(jī)瓦斯傳感器2，用于檢測(cè)母機(jī)瓦斯?jié)舛?，并且通過(guò) 連接線向監(jiān)測(cè)分站3上傳瓦斯?jié)舛刃盘?hào)并接收從監(jiān)測(cè)分站3下傳的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)；其中，多 個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器1與母機(jī)瓦斯傳感器2進(jìn)行無(wú)線通信，將子機(jī)瓦斯傳感器1檢測(cè)的瓦斯 濃度信號(hào)無(wú)線發(fā)送給母機(jī)瓦斯傳感器1，再由母機(jī)瓦斯傳感器2經(jīng)由信號(hào)線上傳給監(jiān)測(cè)分 站3。本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器2通過(guò)信號(hào)線與監(jiān)測(cè)分站3相連，具有數(shù)據(jù)采集、處 理、顯示、報(bào)警、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)、傳輸?shù)裙δ?；子機(jī)瓦斯傳感器1除具有采集、處理、報(bào)警的功 能外，還與母機(jī)瓦斯傳感器2在50m范圍內(nèi)無(wú)線傳輸，其采集數(shù)據(jù)可在母機(jī)瓦斯傳感器2顯 示，超限時(shí)母機(jī)瓦斯傳感器報(bào)警并顯示點(diǎn)位。此外，子機(jī)瓦斯傳感器1采集到的數(shù)據(jù)可通過(guò) 母機(jī)瓦斯傳感器1經(jīng)由監(jiān)測(cè)分站3上傳至地面主機(jī)。本實(shí)用新型的子機(jī)瓦斯傳感器1執(zhí)行掘進(jìn)過(guò)程中的瓦斯監(jiān)測(cè)，可以將掘進(jìn)地點(diǎn)的 瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)地?zé)o線傳送給母機(jī)瓦斯傳感器2，從而實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)同時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)并能夠?qū)崟r(shí) 傳輸。圖2顯示了本實(shí)用新型的子機(jī)瓦斯傳感器1的結(jié)構(gòu)，包括甲烷傳感器11，用于檢 測(cè)子機(jī)甲烷濃度即掘進(jìn)地點(diǎn)的甲烷濃度，將其轉(zhuǎn)換為子機(jī)甲烷濃度信號(hào)；采集單元12，用 于采集由甲烷傳感器11輸出的甲烷濃度信號(hào)；處理器13，用于處理來(lái)自采集單元12的甲 烷濃度信號(hào)，得到子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)；甲烷濃度顯示單元15，用于顯示處理器13輸出的子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)；甲烷濃度報(bào) 警器14，用于根據(jù)處理器13輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警；無(wú)線通信單元16，用 于向母機(jī)瓦斯傳感器2無(wú)線傳送由處理器13輸出的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。處理器13通過(guò)對(duì)來(lái)自采集單元12的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到甲烷濃度 值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲烷濃度報(bào)警 信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的子機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲 烷濃度數(shù)據(jù)包。每個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器包括第一甲烷傳感器，用于檢測(cè)子機(jī)甲烷濃度，將其轉(zhuǎn)換為 子機(jī)甲烷濃度信號(hào)；第一采集單元，用于采集由第一甲烷傳感器輸出的甲烷濃度信號(hào)；第 一處理器，用于處理來(lái)自第一采集單元的甲烷濃度信號(hào)，得到子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有子 機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)；第一甲烷濃度顯示單元，用于顯示第一處 理器輸出的子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)；第一甲烷濃度報(bào)警器，用于根據(jù)第一處理器輸出的甲烷 濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警；第一無(wú)線通信單元，用于向母機(jī)瓦斯傳感器無(wú)線傳送由第一 處理器輸出的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。第一處理器通過(guò)對(duì)來(lái)自第一采集單元的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到甲烷濃 度值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲烷濃度報(bào) 警信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的子機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到所述的含有子機(jī)標(biāo) 識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。圖3顯示了本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器結(jié)構(gòu)，如圖3所示母機(jī)瓦斯傳感器2包 括甲烷傳感器21，用于檢測(cè)母機(jī)環(huán)境中的甲烷濃度，并將其轉(zhuǎn)換成甲烷濃度信號(hào)； 采集單元22，用于采集由甲烷傳感器21輸出的甲烷濃度信號(hào)；處理器23，用于處理來(lái)自采 集單元22的甲烷濃度信號(hào)，得到母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有母機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和 甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及用于處理來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度數(shù)據(jù)包，得到帶有標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)端 甲烷濃度值數(shù)據(jù)；雙向數(shù)據(jù)通信單元27，用于將處理器23輸出的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給監(jiān) 測(cè)分站，以及將來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給處理器23 ；甲烷濃度顯示單元25， 用于分別顯示處理器23輸出的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)；甲烷濃度報(bào) 警器24，用于根據(jù)處理器23輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警；無(wú)線通信單元26，用 于接收由子機(jī)瓦斯傳感器1無(wú)線發(fā)送的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包，經(jīng)由處理器 23處理后在甲烷濃度顯示單元25顯示子機(jī)甲烷濃度及標(biāo)識(shí)，并且經(jīng)由雙向數(shù)據(jù)通信單元 27將含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包上傳給監(jiān)測(cè)分站3。處理器23通過(guò)對(duì)來(lái)自采集單元22的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到甲烷濃度 值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲烷濃度報(bào)警 信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的母機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到含有母機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷 濃度數(shù)據(jù)包。處理器23具有將放大的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。工作原理母機(jī)瓦斯傳感器包括第二甲烷傳感器，用于檢測(cè)母機(jī)環(huán)境中的甲烷 濃度，并將其轉(zhuǎn)換成甲烷濃度信號(hào)；第二采集單元，用于采集由第二甲烷傳感器輸出的甲烷 濃度信號(hào)；第二處理器，用于處理來(lái)自第二采集單元的甲烷濃度信號(hào)，得到母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有母機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及用于處理來(lái)自監(jiān)測(cè)分站 的甲烷濃度數(shù)據(jù)包，得到帶有標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)；雙向數(shù)據(jù)通信單元，用于將處理 器輸出的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給監(jiān)測(cè)分站，以及將來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給 處理器；第二甲烷濃度顯示單元，用于分別顯示第二處理器輸出的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)和 遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)；第二甲烷濃度報(bào)警器，用于根據(jù)第二處理器輸出的甲烷濃度報(bào)警信 號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警；第二無(wú)線通信單元，用于接收由子機(jī)瓦斯傳感器無(wú)線發(fā)送的含有子機(jī)標(biāo) 識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包，經(jīng)由第二處理器處理后在第二甲烷濃度顯示單元顯示子機(jī)甲烷 濃度及標(biāo)識(shí)，并且所述含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包經(jīng)由雙向數(shù)據(jù)通信單元上傳給 監(jiān)測(cè)分站。其中，第二處理器通過(guò)對(duì)來(lái)自第二采集單元的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到 甲烷濃度值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲烷 濃度報(bào)警信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù)置的母機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到含有母機(jī)標(biāo) 識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。其中，第二處理器通過(guò)對(duì)來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆包處理，得到帶 有標(biāo)識(shí)的作為遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)。其中，第二甲烷濃度顯示單元包括顯示驅(qū)動(dòng)模塊，用于驅(qū)動(dòng)母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù) 信號(hào)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)；母機(jī)甲烷濃度顯示模塊，用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng) 的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)；外部甲烷濃度顯示模塊，用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)的來(lái) 自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和來(lái)自子機(jī)瓦斯傳感器的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)。其中，母機(jī)瓦斯傳感器還包括設(shè)置單元，用于預(yù)置甲烷濃度報(bào)警閾值和母機(jī)標(biāo)識(shí)。其中，第二處理器具有將放大的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖4顯示了母機(jī)瓦斯傳感器的甲烷濃度顯示單元25的具體結(jié)構(gòu)，包括顯示驅(qū)動(dòng) 模塊251，用于驅(qū)動(dòng)母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和遠(yuǎn)端及子機(jī)的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)；母機(jī) 甲烷濃度顯示模塊253，用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊251驅(qū)動(dòng)的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)；以 及外部甲烷濃度顯示模塊252，用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊251驅(qū)動(dòng)的來(lái)自監(jiān)測(cè)分站3的甲烷 濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和來(lái)自子機(jī)瓦斯傳感器1的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)。圖5顯示了本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器的第二實(shí)施例，它與第一實(shí)施例的區(qū)別 僅僅在于增加了設(shè)置單元28和單向模擬通信單元29。設(shè)置單元28用于預(yù)置甲烷濃度報(bào)警閾值和母機(jī)標(biāo)識(shí)，以便井下人員可以根據(jù)礦 井需要調(diào)整或修改甲烷濃度報(bào)警閾值，以及調(diào)整或修改母機(jī)的標(biāo)識(shí)(比如，編號(hào))。單向模擬通信單元29用于接收處理器23輸出的其頻率與甲烷濃度成正比單向模 擬信號(hào)，該單向模擬信號(hào)也可以經(jīng)由監(jiān)測(cè)分站分送給地面主機(jī)。圖6顯示了本實(shí)用新型的子機(jī)瓦斯傳感器1的具體電路圖。甲烷傳感器11為催 化燃燒式甲烷敏感元件，包含RH、RB黑白兩個(gè)元件，它們同R5、R6、Wl組成電橋，電橋的A、 B兩端輸出隨外界甲烷氣體濃度變化的電信號(hào)。集采單元12是由IC3等元件組成的放大 電路，電信號(hào)被采集單元12放大和處理后，傳輸?shù)轿⑻幚砥鱅C4(即處理器13)內(nèi)部的A/D 采集電路，形成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)微處理器的處理，形成甲烷濃度的數(shù)字信息(即甲烷濃度值數(shù) 據(jù))。經(jīng)由作為無(wú)線通信單元16的無(wú)線收發(fā)射頻模塊RF_M及PCB印刷天線傳輸?shù)侥笝C(jī)瓦 斯傳感器2。同時(shí)，甲烷濃度信息由甲烷濃度顯示單元15的數(shù)碼顯示模塊Sl予以顯示，其中IC6為顯示驅(qū)動(dòng)模塊。當(dāng)甲烷濃度高于設(shè)定值時(shí)，微處理器可輸出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)由VT2 等組成的開(kāi)關(guān)電路，控制由LED發(fā)光二極管VL1、電磁蜂鳴器BUZl組成的聲光報(bào)警電路即 甲烷濃度報(bào)警器14，產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)。電源電路由IC1、IC2等組成。其中由IC2產(chǎn)生的 +3V電源供給敏感元件，ICl產(chǎn)生的+5V電源供給本儀器的其它電路。由電池組BTl及隔離 二極管VD2組成的后備電源，可在無(wú)交流電時(shí)維持本儀器的工作。圖7顯示了本實(shí)用新型的母機(jī)瓦斯傳感器的電路，甲烷傳感器21由催化燃燒式甲 烷敏感元件MJC4的黑、白元件RH/RB同R5、R6及Wl構(gòu)成電橋，電橋的A、B兩端輸出隨外界 甲烷氣體濃度變化的電信號(hào)。經(jīng)過(guò)由作為采集單元22的IC3等元件組成的放大電路的放 大，傳輸?shù)轿⑻幚砥鱅C4(處理器23)內(nèi)部的A/D采集電路，形成數(shù)字信號(hào)。經(jīng)微處理器的 運(yùn)算處理，形成甲烷濃度的數(shù)字信息(即甲烷濃度值數(shù)據(jù))。濃度信息可通過(guò)母機(jī)甲烷濃 度顯示單元253的Sl數(shù)碼顯示模塊進(jìn)行本地顯示，其中IC6為母機(jī)的顯示驅(qū)動(dòng)模塊251。 VT3等組成頻率型通信接口電路即單向模擬通信單元29，用于輸出與濃度成正比的頻率信 號(hào)，可上傳至分站等設(shè)備；由IC7構(gòu)成的RS485數(shù)字通信電路即雙向數(shù)據(jù)通信單元27，可將 濃度信息以數(shù)字通信的方式，傳送至分站等設(shè)備。當(dāng)甲烷濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，可通過(guò)IC8、 VL1、VL2等組成的聲光報(bào)警電路(甲烷濃度報(bào)警器24)輸出聲光報(bào)警信號(hào)。射頻模塊、PCB 印刷天線組成無(wú)線通信單元26，同子機(jī)進(jìn)行通信，將子機(jī)的監(jiān)測(cè)信號(hào)傳送至微處理器。由處 理器對(duì)子機(jī)的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示和超限報(bào)警，數(shù)碼顯示模塊S2(即外部甲烷濃度顯 示模塊252)用于循環(huán)顯示各子機(jī)的監(jiān)測(cè)值，當(dāng)某個(gè)子機(jī)的監(jiān)測(cè)值超限時(shí)，由母機(jī)進(jìn)行聲光 報(bào)警。子機(jī)的監(jiān)測(cè)信息可通過(guò)RS485通信接口，傳輸至分站等設(shè)備。SFH1、IC5等組成遙控 接收電路(即設(shè)置單元28)，同微處理器電路配合工作，用于通過(guò)遙控器設(shè)置報(bào)警門(mén)限、調(diào) 校傳感器等操作。IC1、IC2等組成電源及保護(hù)電路，+3V為敏感元件供電，+5V為傳感器的 其它所有單元提供電源供應(yīng)。盡管上文對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本實(shí)用新型原理所作的 修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種子母式瓦斯傳感器，其特征在于包括多個(gè)用于分別檢測(cè)子機(jī)瓦斯?jié)舛鹊淖訖C(jī)瓦斯傳感器(1)，用于檢測(cè)母機(jī)瓦斯?jié)舛鹊哪笝C(jī)瓦斯傳感器(2)，所述的母機(jī)瓦斯傳感器通過(guò)連接線與監(jiān)測(cè)分站(3)連接，上傳瓦斯?jié)舛刃盘?hào)并接收從監(jiān)測(cè)分站(3)下傳的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)；其中，所述多個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器(1)與母機(jī)瓦斯傳感器(2)進(jìn)行無(wú)線通信連接，將子機(jī)瓦斯傳感器(1)檢測(cè)的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)無(wú)線發(fā)送給母機(jī)瓦斯傳感器(2)，再由母機(jī)瓦斯傳感器(2)經(jīng)由信號(hào)線上傳給監(jiān)測(cè)分站(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子母式瓦斯傳感器，其中每個(gè)所述子機(jī)瓦斯傳感器包括 用于檢測(cè)子機(jī)甲烷濃度，將其轉(zhuǎn)換為子機(jī)甲烷濃度信號(hào)的第一甲烷傳感器(11)； 用于采集由第一甲烷傳感器(11)輸出的甲烷濃度信號(hào)的第一采集單元(12)； 用于處理來(lái)自第一采集單元(12)的甲烷濃度信號(hào)，得到子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)的第一處理器(13)；用于顯示第一處理器(13)輸出的子機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)的第一甲烷濃度顯示單元 (15)；用于根據(jù)第一處理器(13)輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警的第一甲烷濃度 報(bào)警器(14)；以及用于向所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)無(wú)線傳送由所述第一處理器(13)輸出的含有子機(jī)標(biāo) 識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包的第一無(wú)線通信單元(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述第一處理器(13)分別與第一采 集單元、第一甲烷濃度顯示單元、第一甲烷濃度報(bào)警器、第一無(wú)線通信單元連接；所述的第 一處理器接收來(lái)自第一采集單元(12)的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，將處理、比對(duì)結(jié)果輸 送給第一無(wú)線通信單元或/和第一甲烷濃度報(bào)警器、或/和第一甲烷濃度顯示單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述母機(jī)瓦斯傳感器包括 用于檢測(cè)母機(jī)環(huán)境中的甲烷濃度，并將其轉(zhuǎn)換成甲烷濃度信號(hào)的第二甲烷傳感器(21)；用于采集由第二甲烷傳感器(21)輸出的甲烷濃度信號(hào)的第二采集單元(22)； 用于處理來(lái)自第二采集單元(22)的甲烷濃度信號(hào)，得到母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)、含有母 機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包和甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及用于處理來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的甲烷濃度數(shù) 據(jù)包，得到帶有標(biāo)識(shí)的遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)的第二處理器(23)；用于將處理器(23)輸出的甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給監(jiān)測(cè)分站，以及將來(lái)自監(jiān)測(cè)分站的 甲烷濃度數(shù)據(jù)包發(fā)送給處理器(23)的雙向數(shù)據(jù)通信單元(27)；用于分別顯示第二處理器(23)輸出的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)的 第二甲烷濃度顯示單元(25)；用于根據(jù)第二處理器(23)輸出的甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警的第二甲烷濃度 報(bào)警器(24)；以及用于接收由子機(jī)瓦斯傳感器(1)無(wú)線發(fā)送的含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包，經(jīng) 由所述第二處理器(23)處理后在第二甲烷濃度顯示單元(25)顯示子機(jī)甲烷濃度及標(biāo)識(shí)， 并且所述含有子機(jī)標(biāo)識(shí)的子機(jī)甲烷濃度數(shù)據(jù)包經(jīng)由雙向數(shù)據(jù)通信單元(27)上傳給監(jiān)測(cè)分 站(3)的第二無(wú)線通信單元(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述第二處理器(23)分別與第二甲烷濃度顯示單元、第二無(wú)線通信單元、第二采集單元、第二甲烷濃度報(bào)警器、雙向數(shù)據(jù)通信 單元連接，所述的第二采集單元還與第二甲烷傳感器連接；所述的第二處理器接收來(lái)自第 二采集單元的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，得到甲烷濃度值數(shù)據(jù)，將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與預(yù) 置的甲烷濃度報(bào)警閾值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到甲烷濃度報(bào)警信號(hào)，以及將甲烷濃度值數(shù)據(jù)與 預(yù)置的母機(jī)標(biāo)識(shí)進(jìn)行打包處理，得到含有母機(jī)標(biāo)識(shí)的甲烷濃度數(shù)據(jù)包。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述第二處理器(23)通過(guò)雙向數(shù)據(jù) 通信單元與監(jiān)測(cè)分站連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述第二甲烷濃度顯示單元(25)包括用于驅(qū)動(dòng)所述母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和遠(yuǎn)端甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的顯示驅(qū)動(dòng)模塊 (251)；用于顯示由所述顯示驅(qū)動(dòng)模塊251驅(qū)動(dòng)的母機(jī)甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的母機(jī)甲烷濃度 顯示模塊(253)；以及用于顯示由顯示驅(qū)動(dòng)模塊(251)驅(qū)動(dòng)的來(lái)自監(jiān)測(cè)分站(3)的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)和來(lái) 自子機(jī)瓦斯傳感器(1)的甲烷濃度值數(shù)據(jù)信號(hào)的外部甲烷濃度顯示模塊(252)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)還包括用 于預(yù)置所述甲烷濃度報(bào)警閾值和母機(jī)標(biāo)識(shí)的設(shè)置單元(28)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述母機(jī)瓦斯傳感器(2)還包括用 于接收第二處理器(23)輸出的其頻率與甲烷濃度成正比單向模擬信號(hào)的單向模擬通信單 元(29)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子母式瓦斯傳感器，其中所述第二處理器(23)設(shè)有將放大 的甲烷濃度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種子母式瓦斯傳感器，包括多個(gè)用于分別檢測(cè)子機(jī)瓦斯?jié)舛鹊淖訖C(jī)瓦斯傳感器，用于檢測(cè)母機(jī)瓦斯?jié)舛鹊哪笝C(jī)瓦斯傳感器，所述的母機(jī)瓦斯傳感器通過(guò)連接線與監(jiān)測(cè)分站連接，上傳瓦斯?jié)舛刃盘?hào)并接收從監(jiān)測(cè)分站下傳的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)；其中，所述多個(gè)子機(jī)瓦斯傳感器與母機(jī)瓦斯傳感器進(jìn)行無(wú)線通信連接，將子機(jī)瓦斯傳感器檢測(cè)的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)無(wú)線發(fā)送給母機(jī)瓦斯傳感器，再由母機(jī)瓦斯傳感器經(jīng)由信號(hào)線上傳給監(jiān)測(cè)分站。本實(shí)用新型可針對(duì)某個(gè)空間范圍內(nèi)實(shí)施多點(diǎn)同時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸。
文檔編號(hào)E21F17/18GK201661315SQ201020122090
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者王作儒, 馬世峰, 馬桂霞 申請(qǐng)人:北京鑫源九鼎科技有限公司