一种瓦斯监测系统的制作方法

本实用新型属于矿用瓦斯检测技术领域，具体涉及一种瓦斯监测系统。

背景技术：

煤矿中瓦斯事故造成的伤亡和经济损失较严重，因此实时监控矿井瓦斯浓度，提高煤矿工人作业安全性是非常重要的。然而目前煤矿中一般采用固设多个瓦斯传感器，这样由于瓦斯传感器数量的限制及位置固定，造成瓦斯检测范围有限，另外还会造成监测盲区，不能有效地辅助煤矿工人进行及时判断；另外，瓦斯传感器需要定期维护，这样需要检修人员到每个瓦斯传感器安装固定点进行维护，维护不便捷，且不安全；其次，现有瓦斯传感器的位置固定，这样不能方便有效地对煤矿工人所在位置处的瓦斯进行检测，且为了对移动中煤矿工人所处位置进行实时检测，煤矿工人下井时还需要佩戴定位器，增大生产投入；再有，瓦斯传感器在潮湿环境中，会造成瓦斯传感器检测不准确，另外瓦斯传感器长时间工作的环境潮湿，还会造成瓦斯传感器检测失效；最后，如果瓦斯传感器收到外界强电磁场干扰时，强电磁场干扰的频率如果满足瓦斯值频率，则会造成瓦斯传感器出现误报警或者误动作，易造成煤矿工人恐慌，不利于煤矿生产。因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理的瓦斯监测系统，煤矿工人携带瓦斯检测手环，实现瓦斯实时实地检测，能集中管理瓦斯检测手环监测的瓦斯浓度数据，提高瓦斯监测的准确性和便捷性，且维护方便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种瓦斯监测系统，其结构简单，设计合理，体积小，煤矿工人携带瓦斯检测手环，实现瓦斯实时实地检测，能集中管理瓦斯检测手环监测的瓦斯浓度数据，提高瓦斯监测的准确性和便捷性，且维护方便，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种瓦斯监测系统，其特征在于：包括多个供煤矿工人佩戴的瓦斯检测手环、与多个所述瓦斯检测手环进行无线数据通信的数据接收发送模块和设置在煤矿井上且与所述数据接收发送模块进行数据通信的监控终端，所述数据接收发送模块包括第一无线微控制器和与第一无线微控制器相接的第一光电转换器，所述监控终端包括监控计算机和与监控计算机相接的第二光电转换器，所述第一光电转换器通过光缆与第二光电转换器相接，多个所述瓦斯检测手环的结构均相同，所述瓦斯检测手环包括手环本体和布设在所述手环本体内的电子线路板，以及布设在所述手环本体上的传感器组、语音报警器、按键模块和显示屏，所述电子线路板上集成有第二无线微控制器和与第二无线微控制器相接的时钟模块，所述传感器组包括瓦斯传感器、磁场传感器、湿度传感器和定位传感器，所述瓦斯传感器、磁场传感器、湿度传感器、定位传感器和所述按键的输出端均与第二无线微控制器的输入端相接。

上述的一种瓦斯监测系统，其特征在于：所述按键包括瓦斯参数设定按键、磁场强度参数设定按键和湿度参数设定按键，所述瓦斯参数设定按键、磁场强度参数设定按键和湿度参数设定按键的输出端均与第二无线微控制器的输入端相接。

上述的一种瓦斯监测系统，其特征在于：第一无线微控制器和第二无线微控制器均为CC2560无线微控制器。

上述的一种瓦斯监测系统，其特征在于：所述瓦斯传感器、磁场传感器、湿度传感器和定位传感器分别为隔爆瓦斯传感器、隔爆磁场传感器、隔爆湿度传感器和隔爆定位传感器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置瓦斯检测手环，便于煤矿工人携带，且能实时检测煤矿工人所在位置处的瓦斯浓度，当瓦斯浓度高于瓦斯浓度规定值时，语音报警器发出报警，提醒煤矿工人远离瓦斯浓度较高的作业环境，以便提前采取措施防止事故发生。

2、本实用新型通过设置磁场传感器和湿度传感器，能对瓦斯传感器所处环境的磁场强度和湿度进行实时检测，避免强电磁场和潮湿环境对瓦斯传感器检测数据影响，提高瓦斯浓度检测准确性。

3、本实用新型通过设置瓦斯传感器和定位传感器，瓦斯传感器能对煤矿工人所在位置处的瓦斯浓度进行实时检测，且定位传感器能获取煤矿工人所在位置处的位置信息，从而得到所检测位置处的瓦斯浓度，便于获取煤矿各个位置处的瓦斯浓度，实现实时实地瓦斯监测，另外能准确定位到煤矿工人的具体位置，便于事故中快速实施营救。

4、本实用新型通过设置第一无线微控制器能接收瓦斯检测手环检测到的瓦斯浓度数据，第一无线微控制器将接收到的瓦斯浓度数据通过第一光电转换器转换成光信号通过光缆进行传输，光缆的传输稳定性好，且不需要另外设置无线传输模块。且设置监控计算机通过第二光电转换器接收光缆传输来的瓦斯浓度数据，从而实现矿井上人员的监控，实现集中管理瓦斯检测手环监测的瓦斯浓度数据。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，体积小，煤矿工人携带瓦斯检测手环，实现瓦斯实时实地检测，能集中管理瓦斯检测手环监测的瓦斯浓度数据，提高瓦斯监测的准确性和便捷性，且维护方便，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型中瓦斯检测手环的电路原理框图。

图3为本实用新型中瓦斯检测手环的结构示意图。

附图标记说明:

1—瓦斯检测手环； 1-1—第二无线微控制器；

1-2—瓦斯传感器； 1-3—磁场传感器； 1-4—定位传感器；

1-5—时钟模块； 1-6—湿度传感器； 1-7—语音报警器；

1-8—瓦斯参数设定按键； 1-9—磁场强度参数设定按键；

1-10—湿度参数设定按键； 1-11—显示屏；

1-12—手环本体； 2—第一无线微控制器；

3—第一光电转换器； 4—第二光电转换器； 5—监控计算机。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括多个供煤矿工人佩戴的瓦斯检测手环、与多个所述瓦斯检测手环进行无线数据通信的数据接收发送模块和设置在煤矿井上且与所述数据接收发送模块进行数据通信的监控终端，所述数据接收发送模块包括第一无线微控制器2和与第一无线微控制器2相接的第一光电转换器3，所述监控终端包括监控计算机5和与监控计算机5相接的第二光电转换器4，所述第一光电转换器3通过光缆与第二光电转换器4相接，多个所述瓦斯检测手环的结构均相同，所述瓦斯检测手环包括手环本体1-12和布设在所述手环本体1-12内的电子线路板，以及布设在所述手环本体1-12上的传感器组、语音报警器1-7、按键模块和显示屏1-11，所述电子线路板上集成有第二无线微控制器1-1和与第二无线微控制器1-1相接的时钟模块1-5，所述传感器组包括瓦斯传感器1-2、磁场传感器1-3、湿度传感器1-6和定位传感器1-4，所述瓦斯传感器1-2、磁场传感器1-3、湿度传感器1-6、定位传感器1-4和所述按键的输出端均与第二无线微控制器1-1的输入端相接。

本实施例中，瓦斯检测手环1，便于煤矿工人携带，能实时检测煤矿工人所在位置处的瓦斯浓度，且便于维护，不需要检修人员进入煤矿井下维修或检查；并采用语音报警器1-7提醒瓦斯浓度超标，当瓦斯浓度高于瓦斯浓度规定值时，语音报警器1-7发出报警，提醒煤矿工人远离瓦斯浓度较高的作业环境，以便采取措施避免事故发生。

本实施例中，设置磁场传感器1-3和湿度传感器1-6，能对瓦斯传感器1-2所处环境的磁场强度和湿度进行实时检测，避免强电磁场和潮湿环境对瓦斯传感器1-2检测数据影响，提高瓦斯浓度检测准确性。

如图2所示，本实施例中，所述按键包括瓦斯参数设定按键1-8、磁场强度参数设定按键1-9和湿度参数设定按键1-10，所述瓦斯参数设定按键1-8、磁场强度参数设定按键1-9和湿度参数设定按键1-10的输出端均与第二无线微控制器1-1的输入端相接。

本实施例中，第一无线微控制器2和第二无线微控制器1-1均为CC2560无线微控制器，便于数据的无线传输，集控制器与无线通信模块于一体，体积小，且数据处理速度快。

本实施例中，所述瓦斯传感器1-2、磁场传感器1-3、湿度传感器1-6和定位传感器1-4分别为隔爆瓦斯传感器、隔爆磁场传感器、隔爆湿度传感器和隔爆定位传感器，以适应煤矿安全作业要求。

本实用新型使用时，管理人员预先通过瓦斯检测手环1中瓦斯参数设定按键1-8设定瓦斯浓度设定值，通过磁场强度参数设定按键1-9设定磁场强度设定值，通过湿度参数设定按键1-10设定湿度设定值，完成瓦斯检测手环1参数设定；当煤矿工人下井作业时，煤矿工人佩戴瓦斯检测手环1，时钟模块1-5能对煤矿工人的工作时间进行记录，有效地防止煤矿工人迟到早退；且通过时钟模块1-5能准确记录各个传感器检测数据的时间，便于查看统计；瓦斯传感器1-2对煤矿工人所在位置处的瓦斯浓度进行实时检测，并将检测到的瓦斯浓度发送至第二无线微控制器1-1，定位传感器1-4对煤矿工人所处位置的位置信息进行检测，并将检测到的位置信息发送至第二无线微控制器1-1，第二无线微控制器1-1将接收到的瓦斯浓度与预先设定的瓦斯浓度设定值进行比较，当瓦斯传感器1-2检测到的瓦斯浓度大于预先设定的瓦斯浓度设定值时，第二无线微控制器1-1控制语音报警器1-7进行语音提示瓦斯浓度大，且第二无线微控制器1-1控制显示屏1-11对瓦斯浓度进行实时显示，便于查看；同时，第二无线微控制器1-1将接收到的瓦斯浓度和位置信息数据无线发送至第一无线微控制器2，第一无线微控制器2将接收到的瓦斯浓度和位置信息数据通过第一光电转换器3转换成光信号通过光缆进行传输，光缆的传输稳定性好，且不需要另外设置无线传输模块，投入少；设置在煤矿井上的监控计算机5通过第二光电转换器4接收光缆传输来的瓦斯浓度和位置信息数据，从而得到所检测位置处的瓦斯浓度，便于获取煤矿各个位置处的瓦斯浓度，实现实时实地瓦斯监测，且能准确定位到煤矿工人的具体位置，实现矿井上人员的监控，便于集中管理瓦斯检测手环1检测的瓦斯浓度数据，在瓦斯传感器1-2对瓦斯浓度进行检测的过程中，磁场传感器1-3对瓦斯传感器1-2所处环境的磁场强度进行实时检测，并将检测到的磁场强度发送至第二无线微控制器1-1，湿度传感器1-6对瓦斯传感器1-2所处环境的湿度进行实时检测，并将检测到的湿度发送至第二无线微控制器1-1，第二无线微控制器1-1控制显示屏1-11对磁场强度和湿度进行显示，第二无线微控制器1-1并将接受到的磁场强度和湿度分别与预先设定的磁场强度设定值和湿度设定值进行比较，当磁场传感器1-3检测到的磁场强度大于磁场强度设定值或者湿度传感器1-6检测到的湿度大于湿度设定值时，第二无线微控制器1-1控制语音报警器1-7进行语音提示磁场较强或者湿度大，避免强电磁场和潮湿环境对瓦斯传感器1-2检测数据影响，提高瓦斯浓度检测准确性。因此，瓦斯检测手环1结构简单，体积小，便于煤矿工人携带，维护方便，提高了瓦斯监测的准确性和便捷性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。