专利名称：矿用人体热源检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿井下安全生产用辅助设施，具体是一种矿用人体热源检测装
置。
背景技术：
出于安全考虑，煤矿井下有多种情况需要对人的活动范围进行约束。比如严禁进入无通风的盲巷、供人乘坐的架空人车或专门运送人员的胶带输送机终点不得超越、以及一些禁止人员进入的危险区域(如溜煤仓口、井下火药库等)，针对上述地点，通常采用专职人员看护、提醒、设立警戒带、悬挂警示牌等方式实现约束，专职人员看护、提醒会耗费大量人力，而仅设立警戒带、悬挂警示牌往往又无法达到预想的约束力度。当然，目前在架空人车或乘坐人员的胶带输送机上已有安装机械式越位保护或行程开关，用以达到约束目的，但大多约束效果不理想，且故障率很高，不是性能不可靠，就是出现拒动误动现象。
发明内容本实用新型为了解决煤矿井下约束工作人员活动范围的现行措施使用效果不理想的问题，提供了一种矿用人体热源检测装置。本实用新型是采用如下技术方案实现的矿用人体热源检测装置，包括中控单片机、人体红外热释电传感器、执行单元、供电单元；人体红外热释电传感器的信号输出端与中控单片机相连；执行单元包含执行继电器及其控制电路，执行继电器的常闭触点串联于检测区域内机电设备的控制回路中，执行继电器控制电路的控制端与中控单片机相连。还设置有与中控单片机连接的状态指示单元，用于指示检测区域内是否有工作人员活动。执行单元还配设有报警器，执行继电器的常开触点串联于报警器的供电回路中。应用时，将本实用新型设置于检测区域，即煤矿井下需要对人的活动范围进行约束的区域，由人体红外热释电传感器对检测区域进行人体热源检测，一旦有工作人员误入检测区域，人体红外热释电传感器将向中控单片机输出激发信号，中控单片机在收到激发信号后，会立即发出指令，点亮状态指示单元的警示灯(通常为红灯)，驱动执行继电器的触点动作，控制检测区域内机电设备停机、报警器报警。这里需要注意的是由于人体红外热释电传感器检测距离有限，所以在检测区域内安装本装置时，应考虑安装位置和角度，同时应根据检测区域的范围大小适当增加本装置的数量。此外，本装置的中控单片机可以通过软件消斗的方式(即在相应软件支持下多次确认人体红外热释电传感器的输出信号)来消除干扰，确保检测结果的准确无误。其中，中控单片机采用单片机或者可编程逻辑器件实现；执行继电器的控制电路、供电单元、以及状态指示单元对于本领域的技术人员来说属于公知技术，可以采用多种电路结构实现，并在说明书附图中提供可实施的具体电路图一份，如图2-4所示，用以证明本实用新型的可实施性。与现有技术相比，本实用新型是目前在煤矿井下首例应用的、能自动准确识别工作人员的设备，当用于架空人车或乘坐人员的胶带输送机越位保护时，相对于机械式越位保护更为可靠；安装方便，不受条件限制；采用中控单片机驱动装置工作，以软件控制替代硬件控制，灵敏度高，故障率低；且由于中控单片机的I/o端口配置灵活，易于改变或者增加功能；此外，可根据用户需要，在本装置上加装液晶显示或通过数据线实现远程检测和控制。 本实用新型结构简单、合理，成本低、功耗低、体积小、可靠性高，使用效果好，能有效促进煤矿井下安全生产的实施。
图I为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型供电单元的一具体电路原理图；图3为本实用新型中控单片机及状态指示单元的一具体电路原理图；图4为本实用新型执行单元的一具体电路原理图。
具体实施方式
如图I所示，矿用人体热源检测装置，包括中控单片机、人体红外热释电传感器、执行单元、供电单元；人体红外热释电传感器的信号输出端与中控单片机相连；执行单元包含执行继电器及其控制电路，执行继电器的常闭触点串联于检测区域内机电设备的控制回路中，执行继电器控制电路的控制端与中控单片机相连。还设置有与中控单片机连接的状态指示单元，用于指示检测区域内是否有工作人员活动。执行单元还配设有报警器，执行继电器的常开触点串联于报警器的供电回路中。具体实施时，本装置的工作电源可以就近取接于巷道内照明或信号的任一交流电源，并将该交流电源变化为AC36V后，供给本装置使用；但考虑到本装置使用场所的工作环境比较恶劣、供电电压不稳定等因素，所以本实用新型所述装置的供电单元设计为DC12 60V宽电压输入，如图2所示；其中，电阻RlO为82V压敏电阻，在检测装置进入82V以上高压时进行保护；二极管D7为防反接保护二极管；电容E2、电容C5、电容C6为电源滤波电容；LM2576为高效率的开关电源，Dll为开关电源的续流二极管，L2为开关电源所需电感，电容E3、电容C7、电容C8为滤除开关电源高频杂波的滤波电容；稳压管D6、三极管Q3、三极管Q2、场效应管Ql组成15V稳压电路；供电单兀工作原理如下当输入电压大于15V时,稳压管D6导通，使三极管Q3导通，三极管Q3导通，使三极管Q2导通，从而引起场效应管Ql从完全导通进入放大状态，多余的压降降到场效应管Ql上，使得进入检测装置的电压不高于15V，保证了检测装置的用电稳定性。如图3所示，本实用新型中的人体红外热释电传感器采用HC—SR501型人体红外热释电传感器，当HC-SR501人体红外热释电传感器检测到人体热源时，向中控单片机输出低电平信号(即激发信号)，中控单片机通过检测该信号是否为低电平，判断检测区域内是否有人体热源存在。当确认检测范围有人体热源时，中控单片机将立即发出指令，点亮状态指示单元的警示灯(通常为红灯)，驱动执行继电器的触点动作，控制检测区域内机电设备停机、报警器报警，并实现闭锁。此外，本装置的中控单片机还设有手动复位按键S2、用于确定自动复位还是手动复位的转换开关Si。当转换开关SI置于自动复位时，中控单片机通过内部定时器定时，实现延时自动复位功能，即当检测区域内被检测到的人体热源消失后，中控单片机在给定的时间内自动解除对执行继电器的控制；当转换开关Si置于手动位置时，必须在按下手动复位按钮S2后，方可解除对执行继电器的控制。状态指示单元采用LED指示电路，以红色LED作为警示灯，表征在检测区域内检测到人体热源或本实用新型所述检测装置已进入闭锁状态；绿色LED作为常态指示灯，表征检测区域未曾发现人体热源；中控单片机通过其I/O端口 Pl. 5、P1. 6控制相应LED的亮灭，当中控单片机的Pl. 5管脚输出低电平、Pl. 6管脚输出高电平时，三极管D9导通，三极管Q9截止，红色LED点亮，绿色LED熄灭，说明本检测装置所在检测区域有工作人员违规在该区域内活动。本实用新型执行单元的一具体电路原理图如图4所示，执行继电器采用 DC12V/20A继电器，中控单片机通过NPN三极管Qll控制执行继电器触点的吸合、断开，二极管D15主要吸收继电器断开时产生的瞬间反向高压，保护执行继电器。当本实用新型所述检测装置在检测区域内发现人体热源时，中控单片机会输出高电平使三极管Qll导通，执行继电器得电动作，其常闭触点断开、常开触点闭合，进而带动相关设备停机或报警；反之，执行继电器处于失电状态，执行单元无动作。
权利要求1.一种矿用人体热源检测装置，其特征在于包括中控单片机、人体红外热释电传感器、执行单元、供电单元；人体红外热释电传感器的信号输出端与中控单片机相连；执行单元包含执行继电器及其控制电路，执行继电器的常闭触点串联于检测区域内机电设备的控制回路中，执彳丁继电器控制电路的控制端与中控单片机相连。
2.根据权利要求I所述的矿用人体热源检测装置，其特征在于还设置有与中控单片机连接的状态指示单元，用于指示检测区域内是否有工作人员活动。
3.根据权利要求I或2所述的矿用人体热源检测装置，其特征在于执行单元还配设有报警器，执行继电器的常开触点串联于报警器的供电回路中。
4.根据权利要求I或2所述的矿用人体热源检测装置，其特征在于中控单片机还设有手动复位按键S2、用于确定自动复位还是手动复位的转换开关SI。
5.根据权利要求3所述的矿用人体热源检测装置，其特征在于中控单片机还设有手动复位按键S2、用于确定自动复位还是手动复位的转换开关SI。
专利摘要本实用新型涉及煤矿井下安全生产用辅助设施，具体是一种矿用人体热源检测装置。解决了煤矿井下约束工作人员活动范围的现行措施使用效果不理想的问题。包括中控单片机、人体红外热释电传感器、执行单元、供电单元；人体红外热释电传感器的信号输出端与中控单片机相连；执行单元含执行继电器及其控制电路，执行继电器的常闭触点串联于检测区域内机电设备的控制回路中，执行继电器控制电路的控制端与中控单片机相连。还设置有与中控单片机连接的状态指示单元。执行单元还配设有报警器，执行继电器的常开触点串联于报警器的供电回路中。本实用新型结构简单、合理，成本低、功耗低、体积小、可靠性高，使用效果好，能有效促进煤矿井下安全生产的实施。
文档编号E21F11/00GK202707151SQ20122038384
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者吕保国, 张林红, 胡朝阳, 崔景波, 贾云腾, 张永超 申请人:崔根伟, 常爱军, 冯江生, 郭晓阳, 王永生, 张红兵