一种金属矿山安全监控装置的制作方法

本实用新型涉及一种监控装置，尤其涉及一种金属矿山安全监控装置。

背景技术：

矿工是一种常常伴随危险的职业，由于矿井逐步向下深入、通道逐渐狭窄，通道内的气候条件也随矿井的深入而逐渐恶劣，并且矿井的稳定性也常常会遭受天气的影响，台风、地震或因施工失误引起的爆炸都会使矿井坍塌，如何快速的找到被困人员及时搜救一直是人们关注的热点。

通常矿井内都会设置监控摄像头、传感器来监视矿井内的施工环境，但是普通的光学摄像头会受到光线、遮挡物的影响而失去作用，并且随着矿井的深入，监控设备的信号传输也随之受到影响；此外，现有技术中主要对煤矿矿井的监控为主，很少有针对金属矿井的安全监控，并且，人们还忽略了岩层中放射性金属的存在，即使放射性金属的量较微少，不做任何防护工作且长时间暴露于核辐射环境中也会对工人的健康造成极大的威胁。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种金属矿山安全监控装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种金属矿山安全监控装置，包括外壳，还包括盖体；盖体盖置于外壳上且外壳内侧具有空腔，空腔内设置有传感器组、摄像组、配件组以及核心元件组；外壳的前端面以及盖体上对应开设有多个螺栓孔，螺栓依次穿置于螺栓孔内将外壳与盖体紧密相连；外壳腔内横向设置有固定柱，固定柱为多个，多个固定柱将传感器组、摄像组、配件组以及核心元件组卡置在外壳内；外壳呈长方体形；盖体由铁丝网和边框构成，铁丝网嵌置于边框的中部；铁丝网的下部右侧开设有摄像孔；

配件组包括蓄电池、天线；所述天线位于蓄电池的右侧，天线与蓄电池设置于外壳内的空腔后部；核心元件组包括处理器、信号放大器以及A/D转换器；处理器位于蓄电池的前侧且处理器通过导线分别与天线、蓄电池相连接，信号放大器与A/D转换器均位于处理器的前侧，信号放大器的输出端与A/D转换器输入端通过导线相连接，A/D转换器的输出端通过导线与处理器相连接；

传感器组包括核辐射探测器、温度传感器、湿度传感器以及氧气传感器；核辐射探测器、温度传感器、湿度传感器以及氧气传感器均与铁丝网相邻且均位于铁丝网的后侧，核辐射探测器位于氧气传感器的上侧，核辐射探测器与氧气传感器之间设置有温度传感器与湿度传感器；核辐射探测器、温度传感器、湿度传感器以及氧气传感器的输出端均通过导线与信号放大器的输入端相连接；

摄像组由红外镜头、红外探测器、储存元件组成；红外镜头位于核辐射探测器的右侧且红外镜头的前端从摄像孔中伸出，红外探测器、储存元件均设置于处理器上，红外探测器、储存元件均与处理器通过导线相连接；红外镜头与红外探测器通过导线相连接。

进一步地，外壳的后端面上设置有电源接口，电源接口通过导线与蓄电池的充电端相连接，电源接口内插置有插头，插头通过电线与矿山电网相连接。外壳的上端设置有悬挂环。

本实用新型专为金属矿增加的核辐射探测器，可以保护作业工人免于未知的核辐射伤害；热成像式摄像方式增加了监控力度，防止拍摄录像时受条件限制，耽误被困人员的及时搜救，防止因视线受阻挡而错过最佳抢救时间；数字信号传输稳定，传输距离长，可不受矿井深度限制使信号稳定传输到矿井外；体积小，功能多，放置方便，容易安装与搬运。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解示意图。

图2为传感器信号传输流程图。

图中：1、外壳；2、盖体；3、固定柱；4、摄像孔；5、螺栓孔；6、蓄电池；7、天线；8、处理器；9、信号放大器；10、A/D转换器；11、核辐射探测器；12、氧气传感器；13、温度传感器；14、湿度传感器；15、红外镜头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1所示的一种金属矿山安全监控装置，包括外壳1，还包括盖体2盖置于外壳1上且外壳内侧具有空腔，空腔内设置有传感器组、摄像组、配件组以及核心元件组；外壳1的前端面以及盖体2上对应开设有多个螺栓孔，螺栓依次穿置于螺栓孔内将外壳1与盖体2紧密相连，实现盖体2在外壳1上盖紧，即使将外壳1悬挂或倒置，盖体2也不会掉落；铁丝网一方面可以作为外壳1的盖子，封住外壳1，防止外壳1内元件的散落；另一方面铁丝网不会阻碍传感器组对周遭环境的探测；

外壳1腔内横向设置有固定柱3，固定柱3为多个，多个固定柱将传感器组、摄像组、配件组以及核心元件组卡置在外壳1内，固定柱3可以将传感器组、摄像组、配件组以及核心元件组的位置固定，防止因外壳1受到抖动而对内部多种元件造成破坏；

外壳1呈长方体形，长方体的箱式外形可以容纳更多的内部元件，结实的外壳1可以为其内部元件提供保护作用；盖体2由铁丝网和边框构成，铁丝网嵌置于边框的中部；所述铁丝网的下部右侧开设有摄像孔4。

配件组包括蓄电池6、天线7；天线7位于蓄电池的右侧，天线7与蓄电池6均设置于外壳内的空腔后部且均与外壳1的后底面相邻，蓄电池6可在矿山电网断电时继续为本实用新型提供电源；天线7可以将传感器组传输到核心元件组的信号发送给地面电脑端或其他移动端；

核心元件组包括处理器8、信号放大器9以及A/D转换器10；处理器8位于蓄电池6的前侧且处理器8通过导线分别与天线7、蓄电池6相连接，信号放大器9与A/D转换器10均位于处理器8的前侧，信号放大器9的输出端与A/D转换器10输入端通过导线相连接，A/D转换器10的输出端通过导线与处理器8相连接；将信号放大器9与A/D转换器10放置于处理器8的前侧是因为传感器组传递来的信号要先经信号放大器9放大，再通过A/D转换器10转换成数字信号后，再将数字信号最终传递到处理器8上，因此信号放大器9与A/D转换器10要放置在处理器8的前侧方便与传感器组连接。

此外，将天线7与处理器8相连接可以将处理器收到的数字信号通过天线发散出去，使信号的接收端处可以接收到传感器组检测到的金属矿内各项测试指标的测试结果，便于进一步作业以及作为安全作业的指示。而选择将模拟信号转换成数字信号是因为：与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小，可准确、长距离的传输信号，更加适合于金属矿的环境条件。

传感器组包括核辐射探测器11、温度传感器13、湿度传感器14以及氧气传感器12；由于作业环境是金属矿，因此难免在金属矿中混杂了放射性金属而不自知，工人长时间暴露在辐射环境中作业会对工人的身体产生极大的危害，因此核辐射探测器11用于检测施工环境中的辐射量，工人可以提前做好防护工作。

由于矿井的温度会随着井深而升高，对施工场地的温度检测也是必不可少的，可根据温度安排适当的作业量，防止高温环境长时间作业对工人的健康造成危害，还可以监视开采环境内的温度异常情况，提前做出防护准备；同样的，湿度检测也是监视施工环境安全的必要指标，湿度大则影响人体的蒸发散热，同样会对工人的身体造成危害，因此对开采环境的湿度检测也是必不可少的。

对于较深的矿井，矿井内氧气含量逐渐稀薄，是否适合施工或是否需要增加通风需要一个明确的指标，氧气传感器12可以检测当前空气中的氧气浓度，一旦氧气含量降低到标准值一下，就需要提醒工人撤出矿井，待通风增氧后再继续施工，同样也是保证工人的安全。

核辐射探测器11、温度传感器13、湿度传感器14以及氧气传感器12均与铁丝网相邻且均位于铁丝网的后侧，可使上述四种传感器能够透过铁丝网的孔隙探测到周遭的环境，防止传感器因盖体2的阻挡而失去作用；核辐射探测器11位于氧气传感器12的上侧，核辐射探测器11与氧气传感器12之间设置有温度传感器13与湿度传感器14；由于氧气的分子质量大于空气的分子质量，因此氧气主要堆积在矿井通道的下方，也是工人可呼吸的高度，因此将氧气传感器12设置于外壳1内相对较低的位置可以主要探测到工人呼吸高度处的氧气含量，便于对作业通风环境的监控。

核辐射探测器11、温度传感器13、湿度传感器14以及氧气传感器12的输出端均通过导线与信号放大器9的输入端相连接，使上述四种传感器将检测到的环境指标信号直接传输给信号放大器9；

摄像组由红外镜头15、红外探测器、储存元件组成；红外镜头15与红外探测器组成红外探测组件，可以热成像的方式监控施工环境，相比普通光学摄像头，热成像的方式可以监控到矿井深处或光线不好、能遮挡视线的地区，并且不受白天或黑夜的影响，24h监控作业工人的施工情况，防止因视线阻挡而错过最佳抢救时间；

红外镜头15位于核辐射探测器11的右侧且红外镜头15的前端从摄像孔4中伸出，红外探测器、储存元件均设置于处理器8上，红外探测器、储存元件均与处理器8通过导线相连接，红外镜头15与红外探测器通过导线相连接，不仅可以使储存元件储存录像视频，还可以通过天线7将施工环境的录像视频发送给移动端或电脑端，方便对施工环境的随时监控与日后查找。

外壳1的后端面上设置有电源接口，电源接口通过导线与蓄电池的充电端相连接，电源接口内插置有插头，插头通过电线与矿山电网相连接，本实用新型使用矿山电网运作，但一旦出现事故或电网断电，蓄电池6可以继续为本实用新型供电，可帮助救援人员能够通过红外镜头15与红外探测器找到被困人员及时搜救。外壳1的上端设置有悬挂环，悬挂环作为固定件用于将本实用新型固定起来。

如图2所示，传感器信号传输的整个过程为：核辐射探测器11、温度传感器13、湿度传感器14以及氧气传感器12将探测到的各项指标信息直接传输给信号放大器9，经信号放大器9将信号放大后再直接传输给A/D转换器10，A/D转换器10将接收到的模拟信号转换为数字信号后发送给处理器8，处理器8通过天线7将数字信号发送给移动端或电脑端，并且可以在移动端或电脑端的显示屏上显示出各项指标信息；

红外镜头15拍摄到的画面录像通过红外探测器处理后变为热成像画面录像，热成像画面录像再传输进处理器8中，处理器8通过天线7将热成像画面录像发送给移动端或电脑端，并在移动端或电脑端的屏幕上显示出来。

本实用新型相比现有技术具有的优势为：

a、专为金属矿增加的核辐射探测器，可以保护作业工人免于未知的核辐射伤害；

b、热成像式摄像方式增加了监控力度，防止拍摄录像时受条件限制，耽误被困人员的及时搜救，防止因视线受阻挡而错过最佳抢救时间；

c、数字信号传输稳定，传输距离长，可不受矿井深度限制使信号稳定传输到矿井外；

d、体积小，功能多，放置方便，容易安装与搬运。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。