一種采空區煤層防自燃預警保護裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，包括信號采集模塊和與信號采集模塊無線連接的信號處理模塊，信號采集模塊包括第一微控制器、與第一微控制器輸出端相接的無線發射模塊和傳感器組，信號處理模塊包括第二微控制器、與第二微控制器輸入端相接的無線接收模塊和與第二微控制器輸出端相接的執行機構，無線發射模塊的輸出端與無線接收模塊的輸入端相接，傳感器組包括溫度傳感器、煙霧傳感器、瓦斯氣體傳感器和粉塵傳感器，所述執行機構包括除煙模塊、滅火模塊、報警電路、顯示電路和上位機。本實用新型專利技術可有效提高對采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，實現針對煤層自燃的實時無線監測，使用效果好，便于推廣使用。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，包括信號采集模塊和與信號采集模塊無線連接的信號處理模塊，信號采集模塊包括第一微控制器、與第一微控制器輸出端相接的無線發射模塊和傳感器組，信號處理模塊包括第二微控制器、與第二微控制器輸入端相接的無線接收模塊和與第二微控制器輸出端相接的執行機構，無線發射模塊的輸出端與無線接收模塊的輸入端相接，傳感器組包括溫度傳感器、煙霧傳感器、瓦斯氣體傳感器和粉塵傳感器，所述執行機構包括除煙模塊、滅火模塊、報警電路、顯示電路和上位機。本技術可有效提高對采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，實現針對煤層自燃的實時無線監測，使用效果好，便于推廣使用。【專利說明】一種采空區煤層防自燃預警保護裝置
本技術屬于礦用安全設備
，具體涉及一種采空區煤層防自燃預警保護裝置。
技術介紹
我國既是世界上煤炭產量最大的國家，也是世界上少數幾個以煤炭為主要能源的國家之一，同時還是煤層自燃發火最為嚴重的國家之一。我國國有重點煤礦中存在自然發火危險的礦井約占51.3%，由于自燃引起的火災占總火災數的90%以上。防滅火工作的治理重點是煤層自燃發火，而絕大部分自燃發火發生在采空區、巷幫破碎煤柱及充填工作面采空區內。近年來綜采放頂煤技術的推廣應用，對實現高產高效開采起到了重大作用，帶來了較大的經濟效益。但綜放工作面浮煤厚度大，而且采空區遺煤厚度大，導致煤自燃危險性增大。因此，防治采空區煤炭自燃是保證我國煤礦安全生產工作的重點。相關領域的研究人員一直致力于對采空區內隱蔽自燃火源位置、規模和發展趨勢的有效探測的研究，但由于井下環境和影響因素的復雜性，以及受各種探測技術手段和途經本身的限制，對煤自燃探測的研究還不夠深入。當采空區煤炭發生自燃時，由于煤礦粉塵以及瓦斯氣體的存在，容易發生煤礦爆炸事件，危及工作面的正常回采，甚至燒損設備、凍結大量的煤、導致井下火災和瓦斯爆炸以及危害從業人員的健康等危害。基于以上因素，加強對采空區煤層的預警保護裝置的研究是必要的，因此需要一種采空區煤層防自燃預警保護裝置，提高對煤礦采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，實現了針對煤層自燃的實時無線監測，降低工作過程中對工作人員的傷害，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種采空區煤層防自燃預警保護裝置。該裝置可有效提高對煤礦采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，實現煤層自燃的實時無線監測，降低工作過程中對工作人員的傷害，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是:一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:包括信號采集模塊和與信號采集模塊無線連接的信號處理模塊，所述信號采集模塊包括第一微控制器、與第一微控制器輸出端相接的無線發射模塊和傳感器組，所述信號處理模塊包括第二微控制器、與第二微控制器輸入端相接的無線接收模塊和與第二微控制器輸出端相接的執行機構，所述無線發射模塊的輸出端與無線接收模塊的輸入端相接，所述傳感器組包括煙霧傳感器、瓦斯氣體傳感器、與第一微控制器輸入端相接的溫度傳感器和與第一微控制器輸入端相接的粉塵傳感器，所述煙霧傳感器與第一微控制器之間接有第一信號調理電路，所述瓦斯氣體傳感器與第一微控制器之間接有第二信號調理電路，所述第一微控制器的輸入端接有第一電源模塊，所述第一電源模塊與無線發射模塊之間接有第一降壓模塊，所述第二微控制器的輸入端接有鍵盤電路和第二電源模塊，所述第二電源模塊與無線接收模塊之間接有第二降壓模塊，所述執行機構包括除煙模塊、滅火模塊、報警電路、顯示電路和上位機，所述除煙模塊的輸入端接有第一手動開關，所述滅火模塊的輸入端接有第二手動開關；所述無線發射模塊包括型號為nRF905的芯片Ul，芯片Ul的TRX-CE引腳、PWR-UP引腳、uPCLK引腳、CD引腳、AM引腳、DR引腳、MISO引腳、M0S I引腳、SCK引腳、CSN弓丨腳和TXEN弓I腳均與第一微控制器相接，所述無線接收模塊包括型號為nRF905的芯片U2，芯片U2的TRX-CE引腳、PWR-UP引腳、uPCLK引腳、CD引腳、AM引腳、DR引腳、MISO引腳、MOSI引腳、SCK引腳、CSN引腳和TXEN引腳均與第二微控制器相接。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述溫度傳感器包括芯片DS18B20，所述芯片DS18B20的DQ引腳與第一微控制器相接，芯片DS18B20的VCC引腳與5V電源端相接。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述煙霧傳感器包括芯片MQ-2，所述第一信號調理電路包括型號為ADC0832的芯片U3，所述芯片MQ-2的第6弓I腳分三路，一路與芯片MQ-2的第4引腳相接，另一路經電阻R3接地，第三路與芯片U3的CHO弓丨腳相接，芯片U3的CS引腳、CLK引腳、DO引腳和DI引腳均與第一微控制器相接。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述瓦斯氣體傳感器包括芯片MJC4/2.5J，所述第二信號調理電路包括型號為ADC0832的芯片U4，所述芯片MJC4/2.5J的A引腳與2.5V電源端相接，芯片MJC4/2.5J的C引腳分兩路，一路經電阻R4接地，另一路與芯片U4的CHO引腳相接，芯片U4的CS引腳、CLK引腳、DO引腳和DI引腳均與第一微控制器相接。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:第一降壓模塊包括型號為LM337的芯片U5，所述芯片U5的VO引腳與芯片Ul的VDD引腳相接，第二降壓模塊包括型號為LM337的芯片U6，所述芯片U6的VO引腳與芯片U2的VDD引腳相接。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述顯示電路包括芯片LCD1602和排阻RPl。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述報警電路包括蜂鳴器LS2320與發光二極管D1，所述蜂鳴器LS2320的一端與三極管Ql的集電極相接，三極管Ql的基極經電阻R2與第二微控制器相接，蜂鳴器LS2320的另一端與發光二極管Dl的陽極相接，發光二極管Dl的陰極接地。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述第一微控制器包括型號為AT89C52的單片機U7，第二微控制器包括型號為AT89C52的單片機U8。上述的一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于:所述溫度傳感器的數量為多個。本技術與現有技術相比具有以下優點:1、本技術的結構簡單，設計合理，實現及使用操作方便。2、本技術采用傳感器組對煤礦采空區的自燃情況進行監測，有效提高了對煤礦采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，具有重要的實際意義。3、本技術增加除煙模塊和滅火模塊，及時針對煤礦采空區的自燃監測情況做出保護措施，降低了開采過程和撤離過程中工作人員的傷害。4、本技術采用射頻收發芯片進行數據的無線傳輸，省去了煤礦井下電纜的布設，增加了在煤礦現場不同位置布設傳感器組的可能，實用性強，使用效果好。綜上所述，本技術有效提高了對煤礦采空區煤層自燃預警的可靠性和準確性，實現了針對煤層自燃的實時無線監測，降低了工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采空區煤層防自燃無線預警保護裝置，其特征在于：包括信號采集模塊和與信號采集模塊無線連接的信號處理模塊，所述信號采集模塊包括第一微控制器(5)、與第一微控制器(5)輸出端相接的無線發射模塊(10)和傳感器組，所述信號處理模塊包括第二微控制器(15)、與第二微控制器(15)輸入端相接的無線接收模塊(11)和與第二微控制器(15)輸出端相接的執行機構，所述無線發射模塊(10)的輸出端與無線接收模塊(11)的輸入端相接，所述傳感器組包括煙霧傳感器(2)、瓦斯氣體傳感器(3)、與第一微控制器(5)輸入端相接的溫度傳感器(1)和與第一微控制器(5)輸入端相接的粉塵傳感器(4)，所述煙霧傳感器(2)與第一微控制器(5)之間接有第一信號調理電路(6)，所述瓦斯氣體傳感器(3)與第一微控制器(5)之間接有第二信號調理電路(7)，所述第一微控制器(5)的輸入端接有第一電源模塊(8)，所述第一電源模塊(8)與無線發射模塊(10)之間接有第一降壓模塊(9)，所述第二微控制器(15)的輸入端接有鍵盤電路(14)和第二電源模塊(13)，所述第二電源模塊(13)與無線接收模塊(11)之間接有第二降壓模塊(12)，所述執行機構包括除煙模塊(16)、滅火模塊(17)、報警電路(18)、顯示電路(19)和上位機(20)，所述除煙模塊(16)的輸入端接有第一手動開關(21)，所述滅火模塊(17)的輸入端接有第二手動開關(22)；所述無線發射模塊(10)包括型號為nRF905的芯片U1，芯片U1的TRX?CE引腳、PWR?UP引腳、uPCLK引腳、CD引腳、AM引腳、DR引腳、MISO引腳、MOSI引腳、SCK引腳、CSN引腳和TXEN引腳均與第一微控制器(5)相接，所述無線接收模塊(11)包括型號為nRF905的芯片U2，芯片U2的TRX?CE引腳、PWR?UP引腳、uPCLK引腳、CD引腳、AM引腳、DR引腳、MISO引腳、MOSI引腳、SCK引腳、CSN引腳和TXEN引腳均與第二微控制器(10)相接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬憲民，孫森，楊潔，張興，劉宇欣，范文玲，何凱，
申請(專利權)人：西安科技大學，
類型：新型
國別省市：陜西;61