專利名稱：礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控設(shè)備，特別涉及一種對(duì)礦井皮帶機(jī)運(yùn)輸進(jìn)行監(jiān)控的安全防爆型防爬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤礦皮帶機(jī)運(yùn)煤過程中，礦工經(jīng)常違章攀爬運(yùn)煤皮帶，造成人煤混載，而在礦工快到煤倉(cāng)時(shí)，由于來不及跳下皮帶而頻頻造成人身和設(shè)備安全事故。除了對(duì)礦工的安全教育外，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督是非常必要的。但由于運(yùn)輸物的不規(guī)則性和多樣性，用常規(guī)的傳感器和紅外裝置，極易引起誤操作，給安防系統(tǒng)帶來了一定的困難。而在現(xiàn)場(chǎng)僅僅安裝防護(hù)欄也起不到實(shí)質(zhì)性的作用，事故仍然不可避免。
因此，實(shí)有必要設(shè)計(jì)一種科學(xué)、有效的安全防爆型防爬系統(tǒng)，以對(duì)礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行安全監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)皮帶運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行熱紅外感應(yīng)監(jiān)控并進(jìn)行視頻抓拍和通訊的系統(tǒng)。
本發(fā)明還具有其他目的，如保障系統(tǒng)防爆耐用和較強(qiáng)的可操作性。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該種礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)包括熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元包括可獲得波長(zhǎng)在7至12μm之間的紅外信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的紅外探頭和可將電信號(hào)處理成開關(guān)量信號(hào)的信號(hào)處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的紅外攝像機(jī)，其中所述防爆型I/O接口箱內(nèi)置有可將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)、并記錄存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)的信號(hào)處理器。
所述工控機(jī)上接有可實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、報(bào)警信號(hào)和皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?br> 所述防爆型紅外探頭包括防爆型殼體和置于殼體內(nèi)的熱釋電紅外傳感器。
所述殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡。
通過所述的I/O接口箱與報(bào)警器的控制電路連接，通過I/O接口箱將所述的報(bào)警信號(hào)輸入報(bào)警器的控制電路。
通過所述的I/O接口箱與皮帶機(jī)的控制器連接，通過I/O接口箱將所述的皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)輸入皮帶機(jī)的控制電路。
所述工控機(jī)上安裝有上、下、左、右、確定、關(guān)機(jī)六項(xiàng)功能的相應(yīng)操作按鈕。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、實(shí)現(xiàn)了礦井下對(duì)礦工爬皮帶進(jìn)行監(jiān)控的目的，可有效減少違章事故的發(fā)生，添補(bǔ)了國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白。
2、極大地提高了礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)安全防范性。本發(fā)明在發(fā)現(xiàn)違章事故后，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行抓拍的同時(shí)，還會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并停止皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以防止事故的發(fā)生，并可追究違章人員的責(zé)任，以杜絕類似事件再次發(fā)生。
3、減少了誤報(bào)率，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確率，由于采用了熱釋電紅外探測(cè)，靈敏度高，可準(zhǔn)確區(qū)分人與其他物體，減少了誤報(bào)率。
4、即可對(duì)礦井皮帶機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控又可對(duì)違章事故抓拍瞬間圖像并進(jìn)行儲(chǔ)存，通過通訊傳輸?shù)骄现醒胝{(diào)度室，以便用來查詢事故原因，為事故處理提供依據(jù)。


圖1為本發(fā)明的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)的紅外感應(yīng)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)是根據(jù)紅外波長(zhǎng)與溫度的變化原理所設(shè)計(jì)。在自然界中，任何高于絕對(duì)溫度(-273度)的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量和波長(zhǎng)是不一樣的，而人體所釋放的紅外線波長(zhǎng)是7-10μm。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1至圖2所示，本發(fā)明提供的一種礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，包括防爆型熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元1和紅外視頻抓拍單元。
所述防爆型熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元1包括可獲得紅外信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的防爆型紅外探頭2和可將電信號(hào)處理成開關(guān)量信號(hào)的防爆型信號(hào)處理器10，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱4、在接收開關(guān)信號(hào)后發(fā)出抓拍指令的工控機(jī)3和始終處于監(jiān)視狀態(tài)并與工控機(jī)3相連的防爆型紅外攝像機(jī)5，其中I/O接口箱4內(nèi)置有可將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)、視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)的報(bào)警信號(hào)處理器。
所述工控機(jī)3上接有可實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、報(bào)警信號(hào)和皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?，與上位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)控。
所述防爆型紅外探頭2包括防爆型殼體和置于殼體內(nèi)的熱釋電紅外傳感器(PIR)，殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有封閉的紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡。
通過所述的I/O接口箱4與報(bào)警器6的控制電路連接，通過I/O接口箱將所述的報(bào)警信號(hào)輸入報(bào)警器的控制電路，以發(fā)出報(bào)警。
通過所述的I/O接口箱4與皮帶機(jī)的控制器7連接，通過I/O接口箱4將所述的皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)輸入皮帶機(jī)的控制電路，使皮帶機(jī)制動(dòng)停機(jī)，防止事故發(fā)生。
所述工控機(jī)3上安裝有上、下、左、右、確定、關(guān)機(jī)六項(xiàng)功能的相應(yīng)操作按鈕，以起到防爆目的。
當(dāng)有礦工違章爬上皮帶8時(shí)，監(jiān)控單元1的紅外探頭2將人體所發(fā)出的波長(zhǎng)為7-12μm之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過阻燃屏蔽三芯導(dǎo)線把電信號(hào)傳輸給信號(hào)處理器10，信號(hào)處理器10通過邏輯電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析、判斷，并通過光耦、12V繼電器把這一信號(hào)轉(zhuǎn)化成開關(guān)量信號(hào)輸出給I/O接口箱4內(nèi)的報(bào)警信號(hào)處理器進(jìn)行進(jìn)一步處理。
前端的紅外探頭2通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)拈_關(guān)量信號(hào)從信號(hào)處理器10的觸點(diǎn)端(總共16路)的C端和S端輸入，經(jīng)過邏輯電路到單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)通過定義的軟件把此信號(hào)1、解碼為二進(jìn)制的機(jī)器碼通過異步通訊方式(RS485/RS232)傳輸給工控機(jī)3的視頻抓拍系統(tǒng)進(jìn)行觸發(fā)圖像抓拍。
2、通過六相反向通道器、三態(tài)門、光耦等8個(gè)通道給8個(gè)5V的繼電器進(jìn)行機(jī)動(dòng)設(shè)備等控制。
其工作方式為所有的觸點(diǎn)斷開，每隔2秒鐘向外發(fā)送一次狀態(tài)碼；當(dāng)無開關(guān)量信號(hào)進(jìn)入，報(bào)警信號(hào)處理器不發(fā)生任何狀態(tài)信息；當(dāng)有開關(guān)量信號(hào)進(jìn)入時(shí)，報(bào)警信號(hào)處理器立即轉(zhuǎn)為自動(dòng)發(fā)送方式，每隔1秒發(fā)送一次給8個(gè)5V的繼電器。
報(bào)警信號(hào)處理器解碼的開關(guān)量信號(hào)通過異步通訊方式通過RS232串口把此信號(hào)的2進(jìn)制碼給工控機(jī)3中的視頻抓拍軟件及前端的視頻預(yù)處理軟件，進(jìn)行觸發(fā)。當(dāng)視頻抓拍軟件得到觸發(fā)信號(hào)后立即進(jìn)行自動(dòng)抓拍一張由前端防爆攝像機(jī)拍攝的像片，同時(shí)自動(dòng)攝像5分鐘；完成一次觸發(fā)的全部工作后，本系統(tǒng)又恢復(fù)當(dāng)前的只監(jiān)視不抓拍、不錄像的初始狀態(tài)。工控機(jī)3從鍵盤接口接出6路總線，通過鍵盤控制板自定出鼠標(biāo)鍵的上、下、左、右、確定、開機(jī)/關(guān)機(jī)等六個(gè)鍵很方便的進(jìn)行視頻抓拍軟件操作。在工控機(jī)的PIC槽插有一塊4路的視頻采集卡，主要用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作場(chǎng)所進(jìn)行抓拍、錄像等。
本發(fā)明是通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)的a、通過紅外探頭2獲得紅外信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；由于任何高于絕對(duì)溫度的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體釋放的紅外能量和波長(zhǎng)是不一樣的，因此在紅外探頭2的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí)，紅外探頭2中的熱釋電紅外傳感器(PIR)感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)入警戒區(qū)，通過紅外探頭中的菲涅爾透鏡透射，PIR傳感器感應(yīng)到移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；b、所獲得的電信號(hào)通過信號(hào)處理器10被轉(zhuǎn)換成開關(guān)量信號(hào)；c、隨后該開關(guān)量信號(hào)被輸入給I/O接口箱4中的報(bào)警處理器，并被報(bào)警處理器處理成皮帶機(jī)開關(guān)信號(hào)、報(bào)警信號(hào)和視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)；d、最后該視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)被輸入工控機(jī)，當(dāng)把視頻抓拍觸發(fā)量信號(hào)輸給視頻抓拍軟件，紅外視頻抓拍單元立即進(jìn)行自動(dòng)抓拍一張由紅外攝像機(jī)5正在拍攝的圖像，并儲(chǔ)存以備事后查清事故原因。
權(quán)利要求
1.一種礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，其包括熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元包括可獲得波長(zhǎng)在7至12μm之間的紅外信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的紅外探頭和可將電信號(hào)處理成開關(guān)量信號(hào)的信號(hào)處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的紅外攝像機(jī)，其中所述防爆型I/O接口箱內(nèi)置有可將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)、視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)的信號(hào)處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外探頭包括熱釋電紅外傳感器和防爆殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述防爆殼體上位于熱釋電紅外傳感器正前方開有窗口，該窗口上裝有紅外線穿透性高的氟化鈣石英玻璃或菲涅爾透鏡，其整體結(jié)構(gòu)符合防爆要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機(jī)上安裝有上、下、左、右、確定、關(guān)機(jī)六項(xiàng)功能的相應(yīng)操作按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述的I/O接口箱與報(bào)警器的控制電路連接，該I/O接口箱將所述的報(bào)警信號(hào)輸入報(bào)警器的控制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，所述的I/O接口箱與皮帶機(jī)的控制器連接，該I/O接口箱將所述的皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)輸入皮帶機(jī)的控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其特征在于，工控機(jī)上連接有可實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、報(bào)警信號(hào)和皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)傳輸?shù)耐ㄓ崋卧?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦井皮帶機(jī)安全防爆型防爬系統(tǒng)，其包括熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元和紅外視頻抓拍單元，所述熱釋電紅外感應(yīng)監(jiān)控單元包括可獲得波長(zhǎng)在7至12μm之間的紅外信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的紅外探頭和可將電信號(hào)處理成開關(guān)量信號(hào)的信號(hào)處理器，所述紅外視頻抓拍單元包括防爆型I/O接口箱、在接收視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)后發(fā)出抓拍指令并記錄存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的工控機(jī)以及與工控機(jī)相連的紅外攝像機(jī)，其中所述防爆型I/O接口箱內(nèi)置有可將開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為皮帶機(jī)開關(guān)控制信號(hào)、視頻抓拍觸發(fā)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)的報(bào)警信號(hào)處理器。通過采用上述系統(tǒng)，可有效地防止煤礦皮帶機(jī)運(yùn)輸中違章事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)E21F17/18GK1818346SQ200510007710
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者鈕乾鵬, 陳振欣, 景武 申請(qǐng)人:北京中礦電力電子技術(shù)有限公司