專利名稱：一種煤礦瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測報警控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子測控技術領域中涉及的一種煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測報警系統(tǒng)。
二、技術背景煤礦井下工作的安全問題，歷來是國家安全部門和煤礦單位十分重視的問題，而井下瓦斯氣體濃度過高是造成煤礦事故的主要原因之一。所以如何能隨時隨地的檢測出井下的瓦斯氣體濃度是否超標，是降低煤礦事故發(fā)生的關鍵所在。
本發(fā)明之前對煤礦瓦斯氣體濃度的探測，通常采用對瓦斯氣體敏感的探測器件，對瓦斯氣體濃度進行檢測。這種探測器件只能作定性的探測、精度較低；還有以光學干涉原理制作的探測儀，經過對干涉條紋的位置測量，轉換出瓦斯氣體的濃度。這些設備都是沒有電子學部分的，完全是由光學機械部分組成。由人眼直接將干涉條紋的移動和分劃板比對，換算出對應的瓦斯氣體濃度，無法做到對瓦斯氣體濃度的實時監(jiān)控測量。
隨著大規(guī)模集成電路和單片機的高速發(fā)展，先后出現了電子監(jiān)控儀器，使得對煤礦井下瓦斯氣體濃度的實時監(jiān)控成為現實。
與本發(fā)明最為接近的已有技術是專利申請?zhí)枮?9246281.9的單片機甲烷警報礦燈。如圖1所示包括光敏傳感器1、低通濾波放大器2、功率放大器3、聲光報警器4、穩(wěn)壓電源5、可調電位器6。穩(wěn)壓電源5為系統(tǒng)供電，可調電位器6用來設定報警的瓦斯?jié)舛戎担瑐鞲衅?產生的瓦斯氣體濃度變化的電信號和可調電位器6產生的電壓值以差分的方式輸入低通濾波放大器2進行放大，當濃度變化很大時，低通濾波放大器2的輸出為高電平，再經過功率放大器3放大后，驅動聲光報警器4發(fā)出報警動作。該系統(tǒng)采用分立元件功耗大、不能實時顯示濃度。

發(fā)明內容
為了克服已有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于能實時顯示瓦斯氣體濃度并能報警，特設計一種實時顯示報警監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種煤礦瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測報警控制系統(tǒng)。解決技術問題的技術方案如圖2所示包括光敏傳感器7、低通濾波放大器8、鍵盤9、聲光報警器10、數碼顯示器11、單片機控制程序12、單片機13、溫度傳感器14、穩(wěn)壓電源15。
穩(wěn)壓電源15為整個系統(tǒng)的供電電源，提供系統(tǒng)工作保證。光敏傳感器7通過導線與穩(wěn)壓電源15連接，光敏傳感器7的輸出端與低通濾波放大器8的輸入端連接，低通濾波放大器8的輸出端通過導線連接到單片機13的輸入端。鍵盤9與單片機13的IO端口有導線連接，聲光報警器10和數碼顯示器11分別與單片機13有導線連接，單片機控制程序12裝載在單片機13的內部存儲器中，單片機13與穩(wěn)壓電源15有導線連接，溫度傳感器14與穩(wěn)壓電源15有導線連接，溫度傳感器14的輸出端與單片機13的輸入端連接。
光敏傳感器7接收包含瓦斯氣體濃度變化的光信號，轉變?yōu)殡妷盒盘枺咚箽怏w濃度變化時，光敏傳感器7上面的光信號的強弱也會發(fā)生相應的變化，轉換的電壓信號值也隨著發(fā)生大小的變化，這個電壓值輸送給低通濾波放大器8進行調理和濾波，消除環(huán)境噪音干擾，經過處理后的電壓信號送入單片機13內的AD模塊；置于光敏傳感器7附近的溫度傳感器14，實時探測被測瓦斯氣體的環(huán)境溫度，測得的環(huán)境溫度值轉換為電壓信號，這個電壓信號送入單片機13內的AD模塊；單片機13是一個包括內部集成AD模塊、內部時鐘模塊、內部復位模塊等的高集成度單片機。在單片機控制程序12的控制下對已輸入AD模塊的包含瓦斯?jié)舛茸兓碾妷盒盘柡桶瑴囟鹊碾妷盒盘栕髂底儞Q，將模擬量轉變?yōu)閿底至?，將轉換結果代入特定公式，得到最終的測量濃度值，通過單片機13的IO端口發(fā)送給數碼顯示器11，分別顯示出瓦斯氣體濃度值、環(huán)境溫度值和工作時間。通過單片機控制程序12的控制，可使監(jiān)測報警系統(tǒng)在低功耗待機狀態(tài)、參數設置和數碼顯示兩種狀態(tài)下工作，無論在哪種工作狀態(tài)，都可以在工作環(huán)境中的瓦斯氣體濃度超過報警濃度時自動報警，報警值由鍵盤9在參數設置和數碼顯示狀態(tài)輸入設置完成，即通過鍵盤9觸發(fā)單片機控制程序12對系統(tǒng)的報警濃度值、工作時間進行修改設置以及報警功能測試等事件。聲光報警裝置10由單片機控制程序12控制并由單片機13驅動，在瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r進行聲音鳴叫和燈光閃爍的報警動作。
本發(fā)明的積極效果該控制系統(tǒng)可使監(jiān)測顯示報警工作在低功耗待機狀態(tài)、參數設置和數碼顯示兩種狀態(tài)下工作，無論在哪種狀態(tài)下都可以在工作環(huán)境中的瓦斯氣體濃度超標時自動報警，無須人員操作測量，該系統(tǒng)結構簡單、功耗低、確保系統(tǒng)可以連續(xù)工作24小時以上，實用價值強。
四

圖1是已有技術的系統(tǒng)結構框2是本發(fā)明的控制系統(tǒng)結構框3是圖2的電路原理4是本發(fā)明的主程序流程5是本發(fā)明的按鍵中斷程序流程圖五具體實施方式
本發(fā)明按圖2所示的系統(tǒng)結構框圖實施。其中光敏傳感器7采用CdS光敏電阻；低通濾波放大器8采用microchip的mcp604；鍵盤9采用貼膜形式的按鍵薄膜；單片機13采用microchip的新型單片機dspic30F2012；聲光報警器10采用高亮度發(fā)光二極管和標號為HYDZ的高分貝蜂鳴器；數碼顯示器11采用LED數碼顯示器LG2841AH；溫度傳感器14采用microchip的TC1047A；穩(wěn)壓電源15采用了microchip的TC1185、MCP1253。
權利要求
1.一種煤礦瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測報警控制系統(tǒng)，包括光敏傳感器、低通濾波放大器、聲光報警器、穩(wěn)壓電源，其特征在于還包括鍵盤(9)、數碼顯示器(11)、單片機控制程序(12)、單片機(13)、溫度傳感器(14)；光敏傳感器(7)通過導線與穩(wěn)壓電源(15)連接，低通濾波放大器(8)的輸出端通過導線接到單片機(13)的輸入端，鍵盤(9)與單片機(13)的IO端口有導線連接，聲光報警器(10)和數碼顯示器(11)分別與單片機(13)有導線連接，單片機控制程序(12)裝載在單片機(13)的內部存儲器中，單片機(13)與穩(wěn)壓電源(15)有導線連接，溫度傳感器(14)與穩(wěn)壓電源(15)有導線連接，溫度傳感器(14)的輸出端與單片機(13)的輸入端連接。
全文摘要
一種煤礦瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測報警控制系統(tǒng)，屬于電子測控技術領域中涉及的一種監(jiān)測報警系統(tǒng)，要解決的技術問題是提供一種煤礦瓦斯?jié)舛葘崟r監(jiān)測報警控制系統(tǒng)。解決的技術方案包括光敏傳感器、低通濾波放大器、鍵盤、聲光報警器、數碼顯示器、單片機及控制程序、溫度傳感器、穩(wěn)壓電源；光敏傳感器通過導線與穩(wěn)壓電源連接，它的輸出端與低通濾波放大器輸入端連接，低通濾波放大器的輸出端與單片機的輸入端連接，鍵盤與單片機IO端口連接，聲光報警器和數碼顯示器分別與單片機連接，控制程序裝在單片機的內存中，單片機與穩(wěn)壓電源有導線連接，溫度傳感器通過導線與穩(wěn)壓電源連接，它的輸出端與單片機的輸入端連接；該系統(tǒng)結構簡單、低功耗、能實時監(jiān)測報警。
文檔編號G08B21/00GK101078680SQ20061001687
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權日2006年5月25日
發(fā)明者于宏柱, 王長庚 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所