專(zhuān)利名稱(chēng)：甲烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
曱烷片會(huì)測(cè)聲光報(bào)警裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢測(cè)報(bào)警裝置，尤其是指一種可安裝在礦燈帽上 用于檢測(cè)礦井內(nèi)曱烷氣體濃度并可通過(guò)聲光報(bào)警的檢測(cè)報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
在采礦與地下挖掘過(guò)程中，經(jīng)常伴隨有微量瓦斯氣體的泄露，眾所周知瓦 斯作為 一種易燃易爆的氣體其主要含量為甲烷，而當(dāng)此類(lèi)易燃易爆氣體在密閉 空間內(nèi)集聚到一定濃度后很容易發(fā)生爆炸釀成重大事故。而為了避免此類(lèi)事件 的發(fā)生，通常礦井下都會(huì)配備相應(yīng)的曱烷檢測(cè)儀，經(jīng)過(guò)業(yè)界的不斷努力與技術(shù) 創(chuàng)新，現(xiàn)下的甲烷檢測(cè)儀開(kāi)始向便攜式、小型化發(fā)展，甚至出現(xiàn)了帶有甲烷檢 測(cè)功能的礦燈帽，且在此類(lèi)礦燈帽往往還加入了報(bào)警功能，當(dāng)檢測(cè)到周?chē)h(huán)境 曱烷含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)通過(guò)閃動(dòng)主光源發(fā)出報(bào)警信號(hào)，然而此種報(bào)警方式雖直觀， 但閃動(dòng)的光線(xiàn)對(duì)于佩戴此礦燈帽的礦工在警報(bào)發(fā)出后的逃生是非常不利的，為 此有的產(chǎn)品通過(guò)聲訊報(bào)警取代之發(fā)布報(bào)警信號(hào)而解決了此問(wèn)題，但以上產(chǎn)品存 在兩個(gè)共同的缺陷，首先此類(lèi)產(chǎn)品所涉及的甲烷檢測(cè)、報(bào)警裝置通常為分離式 設(shè)計(jì)，此外由于常見(jiàn)的礦燈帽配備的礦燈電池分為酸性電池、堿性電池、鋰離 子電池等不同總類(lèi)，而各類(lèi)礦燈電池的供電電壓又不盡相同，限于此現(xiàn)有產(chǎn)品 的甲坑檢測(cè)報(bào)警裝置都是隨相應(yīng)礦燈帽一同出售的，其上檢測(cè)報(bào)警裝置只可適 用于某一種礦燈帽，可移植性差，限制了此類(lèi)安全保障設(shè)備的普及。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服了上述缺陷，提供一種可適用于各類(lèi)現(xiàn)有礦燈 帽，使得原有礦燈擁有甲烷檢測(cè)功能并可以通過(guò)聲光發(fā)出報(bào)警的 一體化模塊。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種曱烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，它包括電 源管理電路及氣體傳感器，其特征在于它還包括中央處理器和與其相連的聲 光報(bào)警單元，中央處理器還接入有氣體傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及電源管理電路； 所述電源管理電路由升壓、穩(wěn)壓電路構(gòu)成；
所述電源管理電路的穩(wěn)壓電路由三極管、運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓三極管構(gòu)成， 三極管提供基準(zhǔn)電壓輸入連接至運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出與穩(wěn)壓三極管相 連，穩(wěn)壓三極管輸出接至氣體傳感器；所述電源管理電路的升壓電路由依次相連的電容電感震蕩電路、升壓集成
電路和濾波電容組成；
所述氣體傳感器為曱烷氣體傳感器。
相比于常見(jiàn)的甲烷檢測(cè)與報(bào)警儀，本實(shí)用新型的有益效果在于采用了聲光 挖.警單元與曱烷檢測(cè)儀一體式設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)原有甲烷檢測(cè)報(bào)警儀電路進(jìn)行了改 進(jìn)，使得其成為一個(gè)模塊化的產(chǎn)品，安裝于不同的礦燈帽上并可自適應(yīng)各類(lèi)礦 燈電池作為供電源，當(dāng)模塊中的氣體傳感器檢測(cè)出曱烷超標(biāo)后迅速通過(guò)模塊中 的報(bào)警單元發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，使得相關(guān)人員可快速安全的逃離危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理方框圖。 圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電路圖。
具體實(shí)施方式
甲烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置做為一種安全防護(hù)設(shè)備，其檢測(cè)精度往往要求較高， 現(xiàn)下市場(chǎng)上的此類(lèi)產(chǎn)品，其檢測(cè)、報(bào)警的信號(hào)傳遞均采用模擬方式，導(dǎo)致設(shè)備 早運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可避免的存在零點(diǎn)飄移、量程飄移等問(wèn)題，為保證檢測(cè)精度，維護(hù) 人員不得不經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行校正，而瓦斯報(bào)警模塊的校正又是通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)電位 器實(shí)現(xiàn)的，這種調(diào)整方式不僅需要大量人工且耗時(shí)耗力，工作效率極低。而本 實(shí)用新型曱烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，其內(nèi)配備了中央處理器MCU,且該中央處理器 擁有帶A/D轉(zhuǎn)換的專(zhuān)用I/O 口，來(lái)自氣體傳感器的信號(hào)經(jīng)中央處理器I/O 口 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳遞，有效避免了模擬信號(hào)易收干擾等問(wèn)題，且由于加入了 中央處理器，標(biāo)定裝置報(bào)警點(diǎn)時(shí)維護(hù)人員只用按下設(shè)定鍵并將標(biāo)準(zhǔn)氣體輸入氣 體傳感器，氣體傳感器將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，中央處理器將對(duì)此 電壓信號(hào)的釆樣并記錄儲(chǔ)存完成報(bào)警濃度的標(biāo)定，裝置作業(yè)時(shí)一旦中央處理器 檢測(cè)到來(lái)自氣體傳感器的信號(hào)達(dá)到標(biāo)定值時(shí)，即啟動(dòng)聲光報(bào)警單元實(shí)施行報(bào)警。
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型一種可適用于現(xiàn)有的使用各類(lèi)不同礦燈電池的礦燈帽 上的曱烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，它包括電中央處理器、復(fù)位按鈕、聲光報(bào)警單元， 氣體傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及為系統(tǒng)提供供電的電源管理電路；所述電源管理電 路由升壓、穩(wěn)壓電路構(gòu)成，外部礦燈電池接入至電源管理電路的升壓電路后輸 出穩(wěn)定電壓至中央處理器，中央處理器還接入有氣體傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及復(fù)位按鈕，中央處理器還與聲光報(bào)警電路相連。首先經(jīng)由復(fù)位按鈕設(shè)定相應(yīng)氣體 零界基準(zhǔn)，中央處理器將該基準(zhǔn)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，工作時(shí)一旦氣體傳感器檢測(cè) 結(jié)果超標(biāo)，中央處理器將驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警單元實(shí)施報(bào)警。
參見(jiàn)圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例涉及的電路圖。本裝置采用外接電源方
式，上述電源可是用于現(xiàn)有礦燈帽上的各類(lèi)酸性、堿性、鋰離子礦燈電池，也
可以是其他類(lèi)型的直流電源，其輸出電壓只要符合在0. 9V-5V既可適用，它通 過(guò)插座(Jl)接入裝置電路，經(jīng)過(guò)電源管理電路的升壓電路統(tǒng)一升壓成為5V為 裝置內(nèi)各部分供電。
如圖2左下部所示為電源管理電路的升壓電路，它是由電容電感震蕩電路、 升壓集成電^各和濾波電容組成，J2 "l妄口用于連4妻外部的各類(lèi)礦燈電池，來(lái)自礦 燈電池的電壓經(jīng)由電感(Ll)和電容(C2)產(chǎn)生震蕩脈沖，再由升壓芯片(Q4) 和二極管(D4)實(shí)現(xiàn)升壓，最后通過(guò)濾波電容(C4)進(jìn)行濾波后可為本裝置內(nèi) 各部分提供穩(wěn)定的5V直流電壓。
圖2中左上部分所示為電源管理電路的穩(wěn)壓電路部分，它由三極管、運(yùn)算 放大器和穩(wěn)壓三極管構(gòu)成，升壓電路提供的5V電壓被送至三極管(Q2)中，隨 后三極管(Q2)將該電壓進(jìn)一步穩(wěn)壓后形成一個(gè)基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸入至運(yùn)算放大器 (Ul. 1A ),運(yùn)放(Ul. 1A )再通過(guò)穩(wěn)壓三極管(Ql )將輸入電壓降至穩(wěn)定的2. 5V 直流，輸出給氣體傳感器(Jl )電源腳(Jl第4腳)，使氣體傳感器(Jl )開(kāi)始 工作。
圖2中部為氣體傳感器及報(bào)警電路，當(dāng)氣體傳感器(Jl)接觸到可燃?xì)怏w 時(shí)，氣體傳感器(Jl)第2、 3腳產(chǎn)生電位差，由運(yùn)算放大器(U1.2A)將電壓 信號(hào)放大后，輸入至MCU單片機(jī)(Ul)其中一個(gè)帶有A/D轉(zhuǎn)換功能的10 口 (Ul-l2), 單片機(jī)將此模擬電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，同時(shí)讀取通過(guò)其2， 3腳接入的外部 E2PROM(U3)中相應(yīng)數(shù)據(jù)，再由單片機(jī)對(duì)此兩數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)， 一旦氣體傳感器 l Jl)的檢測(cè)信號(hào)超過(guò)E2PR0M中存儲(chǔ)的數(shù)值即驅(qū)動(dòng)與10 口 P3. 3、 P3. 4相接的 LED燈與蜂鳴器(PZ1)發(fā)出相應(yīng)聲光結(jié)合的報(bào)警。在單片機(jī)(Ul)的19腳還接 有一個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)(SW1),用于啟動(dòng)裝置報(bào)警濃度標(biāo)定。
綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果在于不僅采用了聲光結(jié)合的報(bào)警模式， 其整體雖為模塊化設(shè)計(jì)，但也可以獨(dú)立插入礦燈電池進(jìn)行使用，此外高性能單 片機(jī)的加入，通過(guò)對(duì)氣體傳感器信號(hào)的采樣，有效避免了原有此類(lèi)模擬檢測(cè)裝 置經(jīng)常遇到的溫飄導(dǎo)致的檢測(cè)精度不準(zhǔn)、模擬信號(hào)易收干擾等問(wèn)題，而且裝置 使用起來(lái)操作簡(jiǎn)單、快捷、具有檢測(cè)精度誤差極低、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，如果通過(guò)專(zhuān)門(mén)配套的調(diào)試檢測(cè)設(shè)備可進(jìn)行數(shù)十組報(bào)警模塊在短時(shí)間內(nèi)批量校正，將大 大的縮短工時(shí)以及降低成本，并能有效避免人為操作帶來(lái)的標(biāo)定誤差以及操作 不當(dāng)對(duì)裝置帶來(lái)的損傷的問(wèn)題，大幅縮短了此類(lèi)報(bào)警模塊的曱烷檢測(cè)報(bào)警裝置 的標(biāo)定時(shí)間，提高了其工作穩(wěn)定性和檢測(cè)精確度。
權(quán)利要求1. 一種甲烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，它包括電源管理電路及氣體傳感器，其特征在于它還包括中央處理器和與其相連的聲光報(bào)警單元，中央處理器還接入有氣體傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及電源管理電路；所述電源管理電路由升壓、穩(wěn)壓電路構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求1所述的甲烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，其特征在于所述電源管 理電路的穩(wěn)壓電路由三極管、運(yùn)算放大器和穩(wěn)壓三極管構(gòu)成，三極管提供基準(zhǔn) 電壓輸入連接至運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出與穩(wěn)壓三極管相連，穩(wěn)壓三極管 輸出接至氣體傳感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的曱烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，其特征在于所述電源管 理電路的升壓電路由依次相連的電容電感震蕩電路、升壓集成電路和濾波電容 組成。
4. 如權(quán)利要求1所述的曱烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，其特征在于所述氣體傳 感器為曱烷氣體傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種甲烷檢測(cè)聲光報(bào)警裝置，它包括電源管理電路及氣體傳感器，其特征在于它還包括中央處理器和與其相連的聲光報(bào)警單元，中央處理器還接入有氣體傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及電源管理電路；所述電源管理電路由升壓、穩(wěn)壓電路構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果在于不僅采用了聲光報(bào)警單元與甲烷檢測(cè)儀一體式設(shè)計(jì)，對(duì)原有甲烷檢測(cè)報(bào)警儀電路進(jìn)行了改進(jìn)，而且加強(qiáng)了其抗干擾能力還提高了產(chǎn)品標(biāo)定的便捷性，其整體采用模塊化設(shè)計(jì)，同時(shí)還可直接接于礦燈電池后予以使用，裝置操作簡(jiǎn)單、快捷、具有檢測(cè)精度誤差極低、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08B21/00GK201251839SQ20082010696
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者王賀平 申請(qǐng)人:湘潭市神鉅機(jī)電科技有限公司