專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶有瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈，適用于煤礦井下的礦工之用。
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及全球出現(xiàn)的石油價(jià)格不斷攀升，作為傳統(tǒng)的能源--煤炭，又重新得到各國(guó)的重視，由此促進(jìn)了煤炭業(yè)的發(fā)展。伴隨著煤炭生產(chǎn)的大發(fā)展，煤礦坑道的瓦斯爆炸問(wèn)題，就越來(lái)越引起世界各國(guó)特別是發(fā)展中國(guó)家和企業(yè)界的重視。要保證礦井作業(yè)的安全，瓦斯檢測(cè)報(bào)警就顯得十分必要。
近些年，各國(guó)都在關(guān)注和研制瓦斯檢測(cè)報(bào)警問(wèn)題，至今為止，多種報(bào)警裝置問(wèn)世，歸結(jié)起來(lái)分為袖珍式、懸掛式兩大類(lèi)，這兩大類(lèi)，又分小型的和大型的裝置。這些裝置一般都為定點(diǎn)方式探測(cè)，不能隨機(jī)多處檢測(cè)瓦斯?jié)舛龋嬖谥欢ň窒扌院碗[患。這是因?yàn)榈V井瓦斯的出現(xiàn)帶有隨機(jī)性和局部性，因此，定點(diǎn)檢測(cè)不能適應(yīng)煤礦井下的特有情況。近年來(lái)也出現(xiàn)另一種設(shè)計(jì)方案礦燈聲光報(bào)警器[刊于人民郵電出版社出版的＜實(shí)用聲光控制電子裝置制作精選200例＞P128-129]。它的技術(shù)方案是利用礦燈蓄電池為電源，安裝在帽子內(nèi)的一種報(bào)警器，用氣敏半導(dǎo)體元件作傳感器與礦燈電源組成探頭，工作電壓和燈絲電壓均由蓄電池供電，二極管和三極管組成電子開(kāi)關(guān)，兩只三極管和電阻，電容器組成互補(bǔ)自激多諧振蕩器，并與繼電器和燈頭電珠組成聲光報(bào)警電路。按照此方案制作和調(diào)試情況得知，雖然可以聲光報(bào)警，但是此方案存在著不可改進(jìn)的缺點(diǎn)。線(xiàn)路太簡(jiǎn)單，精度難以保證，要根據(jù)不同情況調(diào)整工作點(diǎn)，閃光頻率的快慢要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整才能決定，它的線(xiàn)路里有有觸點(diǎn)電器，在出現(xiàn)開(kāi)斷時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花而引起瓦斯爆炸。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新的礦燈，該礦燈帶有瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置，它能有效，高精度地對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控，與原來(lái)的礦燈，蓄電池實(shí)現(xiàn)一體化結(jié)構(gòu)，使用方便，不影響原來(lái)的礦燈和蓄電池的功能和技術(shù)要求，可極大地提高煤礦井下的安全性。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的按照現(xiàn)有的礦燈總成，將現(xiàn)設(shè)計(jì)的瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置安裝在礦燈的燈頭上，該裝置的構(gòu)成分如下幾個(gè)部分無(wú)觸點(diǎn)功能開(kāi)關(guān)組件，直流變換穩(wěn)壓器、傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路、前置放大器、比較器和可控振蕩器。通過(guò)上述電路可以保證該裝置穩(wěn)定工作，同時(shí)在外殼上設(shè)計(jì)了百頁(yè)窗擋風(fēng)機(jī)構(gòu)，避免了礦井里高速氣流直吹傳感器，造成的裝置工作不穩(wěn)定問(wèn)題。由于該種礦燈帶有瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置，使礦燈在井下使用時(shí)具有安全功能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型礦燈外觀圖。
圖2為本實(shí)用新型的帶瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的方框圖。
圖3為本實(shí)用新型的瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置的電氣原理圖。
圖4為圖3裝置的外殼擋風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型由礦燈燈頭，附加其上的瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置和蓄電池三大部件。
參照?qǐng)D2，該方框圖中[1]為蓄電池，[2]為礦燈手動(dòng)開(kāi)關(guān)，[3]為礦用燈泡，[4]為無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件，[5]為直流變換穩(wěn)壓器，[6]為傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路，[7]為前置放大器，[8]為比較器，[9]為可控振蕩器。方框圖內(nèi)部的接配可以參見(jiàn)圖3，在此不必詳述。
參照?qǐng)D3，圖中的[4]無(wú)觸點(diǎn)功能開(kāi)關(guān)組件，由MOSFET功率管[4-1]，電流取樣電路[4-2]，限流保護(hù)電路[4-3]，超溫保護(hù)電路[4-5]，電荷泵[4-6]和驅(qū)動(dòng)器[4-4]組成。其中MOSFET功率管可以代替有觸點(diǎn)繼電器控制礦燈的電流通過(guò)，實(shí)現(xiàn)壓降幾乎為零的大功率無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)切換，且可阻止短路超溫時(shí)損壞。[5]直流變換穩(wěn)壓器可以使氣敏傳感器在蓄電池電壓變化時(shí)始終處于最佳的穩(wěn)定供電工況，保證了氣敏傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。該變換穩(wěn)壓器由電阻R1-R4，功率三極管T1、集成運(yùn)放IC1，和穩(wěn)壓二極管D1所組成。[6]傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路由補(bǔ)償元件S1、檢測(cè)元件S2、橋臂電阻R5、R6以及電位器W所組成。在直流變換后恒定供電的情況下，輸出與瓦斯?jié)舛瘸烧壤男盘?hào)，通過(guò)W調(diào)整輸出零點(diǎn)。隨著周?chē)h(huán)境中瓦斯?jié)舛鹊脑黾?，由S1,S2及R5,R6構(gòu)成的橋路輸出由零起按比例增加。[7]前置放大器即差分放大器，由電阻R7-R10和集成運(yùn)放IC2所組成，其中R7=R8,R9=R10，放大倍數(shù)K=R9/R7，對(duì)R6送出的信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性放大。[8]比較器，由電阻R11,R12和集成運(yùn)放IC3所組成。當(dāng)前置放大器輸出的信號(hào)大于參考電壓時(shí)，比較器輸出高電平信號(hào)。為了避免參考電壓受蓄電池電壓波動(dòng)的影響，[5]直流變換穩(wěn)壓器[5]輸出的電壓經(jīng)R11,R12分壓得到穩(wěn)定的參考電壓。[9]可控振蕩器，由電阻R13-R16，電容器C1和集成運(yùn)放IC4所組成。當(dāng)振蕩器輸入為零時(shí),其輸出也為零，當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，振蕩器振蕩，輸出零電平和高電平交替變換的矩形脈沖，這個(gè)信號(hào)送到[4]無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)組件。在零信號(hào)時(shí)，功率開(kāi)關(guān)組件處于導(dǎo)通狀態(tài)，蓄電池電壓全部加在燈泡上，有0.7A電流通過(guò)燈泡發(fā)出光亮。當(dāng)輸出高電平時(shí)，功率開(kāi)關(guān)組件處于高阻關(guān)斷狀態(tài)，無(wú)電流通過(guò)燈泡，燈泡熄滅。因此當(dāng)瓦斯超限時(shí)，燈泡便出現(xiàn)一亮一暗的閃光，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。上述電路之間的接配關(guān)系是[4]無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件中的驅(qū)動(dòng)器和電荷泵的接點(diǎn)與[9]可控振蕩器中R14,R15,IC4的接點(diǎn)相接，[8]比較器中的IC3的輸出端與可控振蕩器中的R14相連，[7]前置放大器中的IC2的輸出端，R9的接點(diǎn)與比較器的IC3的+端相連，[6]傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路中S1,S2的接點(diǎn)與比較器中的R7的一端相連，R5,R6共同接點(diǎn)分別與R8的一端及W中點(diǎn)相連。
參照?qǐng)D4，[10]為外殼、[11]為電子模塊、[12]為傳感器、[13]為檔風(fēng)板、[14]為底座、[15]為插針。瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置的外殼擋風(fēng)結(jié)構(gòu)，之所以設(shè)計(jì)百頁(yè)窗擋風(fēng)結(jié)構(gòu)，主要是為了避免在礦井下高速氣流直吹傳感器，使該裝置工作不穩(wěn)定的問(wèn)題。
以上所述是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明晰，體積小，與礦燈燈頭相配很協(xié)調(diào)，檢測(cè)瓦斯精度高，報(bào)警準(zhǔn)確，對(duì)于預(yù)防瓦斯爆炸事故有重要作用，有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1．一種帶有瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈由蓄電池[1]、礦燈[2]和報(bào)警器組成，其特征在于它的報(bào)警器是一個(gè)瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置，安裝在礦燈燈頭上成為礦燈一體，該裝置由無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件[4]直流變換穩(wěn)壓器[5]，傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路[6]，前置放大器[7]，比較器[8]和可控振蕩器[9]組成，所述的無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件[4]由MOSFET功率管、電流取樣電路、限流保護(hù)電路、超溫保護(hù)電路、電荷泵和驅(qū)動(dòng)器組成，所述的直流變換穩(wěn)壓器[5[由電阻R1-R4、功率三極管T1、集成運(yùn)放IC1，和穩(wěn)壓二極管D1所組成，所述的傳感器及網(wǎng)絡(luò)電阻[6]由補(bǔ)償元件S1、檢測(cè)元件S2、橋臂電阻R5、R6以及電位器W所組成，所述的前置放大器[7]由電阻R7-R10和集成運(yùn)放IC2所組成，所述的比較器[8]由電阻R11、R12和集成運(yùn)放IC3所組成，所述的可控振蕩器[9]由電阻R13-R16、電容C1和集成運(yùn)放IC4所組成，上述電路的接配關(guān)系是無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件[4]中驅(qū)動(dòng)器和電荷泵的接點(diǎn)與可控振蕩器[9]中IC4輸出端，R14,R15接點(diǎn)相接，比較器[8]的IC3的輸出端與可控振蕩器[9]中的電阻R14相連，前置放大器[7]的IC2的輸出端，R9的接點(diǎn)與比較器[8]的IC3的+腳相連，傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路[6]中S1與S2接點(diǎn)與比較器[7]中的R7的一端相接，R5,R6接點(diǎn)分別與R8一端及W中點(diǎn)相接。
2．據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈，其特征在于礦燈的瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置的外殼是一種百頁(yè)窗的擋風(fēng)機(jī)構(gòu)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈，其特征在于礦燈的瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置的瓦斯報(bào)警點(diǎn)可通過(guò)調(diào)整電位器W來(lái)實(shí)現(xiàn)。
專(zhuān)利摘要一種帶瓦斯檢測(cè)報(bào)警裝置一體化的礦燈，由無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件、直流變換穩(wěn)壓器、傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路、前置放大器、比較器、可控振蕩器組成。采用無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件，實(shí)現(xiàn)電壓幾乎為零的開(kāi)關(guān)的切換，直流交換穩(wěn)壓器可以保證氣敏傳感器穩(wěn)定性，傳感器及網(wǎng)絡(luò)電路輸出與瓦斯?jié)舛瘸烧壤男盘?hào)，前置放大器對(duì)該信號(hào)線(xiàn)性放大，比較器是使前置放大器輸出的信號(hào)與比較器的參考電壓進(jìn)行比較，其輸出的“低電平－高電平－”控制無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)組件，使礦燈閃亮，實(shí)現(xiàn)瓦斯超限報(bào)警。
文檔編號(hào)G01N27/12GK2452066SQ0024969
公開(kāi)日2001年10月3日 申請(qǐng)日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者江世椿 申請(qǐng)人:江世椿