一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于井下信息安全预警领域，具体涉及一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着社会经济的高速发展，煤炭开采量日益增加，井下工作环境越发恶劣。据统计，全国68.9%的井下事故发生是因为井下通风系统出现故障而导致井下环境中瓦斯和粉尘浓度增加，一旦事故发生，将造成直接的人员伤亡和停业停产等巨大的经济损失。因此，对井下工作环境中瓦斯和粉尘气体浓度的实时检测至关重要，对通风系统故障检测、预防和及时报警才能够预防突发事件，保证煤矿生产安全，提高矿业生产的经济效益和社会效益。
[0003]针对以上情况，本实用新型提出以一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，意在实现井下空气中瓦斯浓度和粉尘浓度的实时检测，并确保局部通风系统和主通风机的相互配合与补充，达到顺畅通风、信息预警与及时救援的目的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，以达到井下瓦斯与粉尘气体安全、顺畅通风的目的，实现信息预警与及时救援。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]—种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，包括AT89C52主控制器，所述AT89C52主控制器上连接供电模块、主通风机调速模块、安全监测模块和报警与监视模块；所述供电模块采用基于EMI滤波器、嵌位保护电路和PffM控制器的单片开关电源；所述主通风机调速模块包括直接转矩控制、滞环比较器、H桥驱动电路、主通风机和转速反馈；所述安全监测模块包括甲烷传感器、粉尘浓度检测仪、A/D转换器、局部通风机、开停传感器和风量检测仪；所述报警与监视模块包括语音报警、闪光报警、监控视频预警和液晶显示器。
[0007]所述PffM控制器采用UC3842方波信号发生器，用于控制功率开关管的导通时刻；所述主通风机采用基于滞环比较器的直接转矩控制和H桥驱动电路，当检测出局部通风机停止工作或因漏风等原因而造成的通风量不足时，AT89C52主控制器发出控制指令，控制主通风机加速工作，从而可以及时排出积累的瓦斯和粉尘气体；所述滞环比较器主要用于比较风机转矩和磁链与设定值的大小关系，进而可以准确调节风机转速；所述甲烷传感器采用MQ4可燃气体传感器，用于检测井下环境中的甲烷浓度；所述开停传感器用于检测局部通风机是否正常工作，当停止工作时，接通AT89C52主控制器；所述风量检测仪用于检测局部通风机的通风量是否正常，当通风量达不到设定值时，接通AT89C52主控制器；:所述语音报警安装于总控制室，可及时通知领导作出求援批示；所述闪光报警安装于井下环境，用于提醒井下工作人员及时撤离；所述监控视频预警安装于总监控室，用于查找事故原因，及时处理事故隐患。
[0008]本实用新型与现有技术相比的有益效果体现在:
[0009]本实用新型采用AT89C52主控制器，可以缩减编程难度，实现稳定控制；采用EMI滤波器和PWM控制器可减少电压杂波，提高供电电压的稳定性；采用基于滞环比较器的直接转矩控制和H桥驱动电路，可保证主通风机变速的准确性和平稳性；采用开停传感器和风量检测仪可提高局部通风机的安全评估力度，避免因局部通风不畅导致甲烷和粉尘浓度过高；同时采用三种安装于不同位置的报警器，可以及时发现故障原因和位置，实现全方位救援的及时性。本实用新型在实际的井下通风系统测试中，系统表现良好，控制精确，可大幅提高瓦斯和粉尘浓度的检测力度，实现顺畅通风、信息预警与及时救援的目标，完全适合在井下环境中推广运用。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置的原理简图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型做详细的说明:
[0012]如图1所示，一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，包括AT89C52主控制器，所述AT89C52主控制器上连接供电模块、主通风机调速模块、安全监测模块和报警与监视模块；所述供电模块采用基于EMI滤波器、嵌位保护电路和PWM控制器的单片开关电源，所述PWM控制器采用UC3842方波信号发生器，用于控制功率开关管的导通时刻；所述主通风机调速模块包括直接转矩控制、滞环比较器、H桥驱动电路、主通风机和转速反馈，所述主通风机采用基于滞环比较器的直接转矩控制和H桥驱动电路，当检测出局部通风机停止工作或因漏风等原因而造成的通风量不足时，AT89C52主控制器发出控制指令，控制主通风机加速工作，从而可以及时排出积累的瓦斯和粉尘气体；所述滞环比较器主要用于比较风机转矩和磁链与设定值的大小关系，进而可以准确调节风机转速；所述安全监测模块包括甲烷传感器、粉尘浓度检测仪、A/D转换器、局部通风机、开停传感器和风量检测仪，所述甲烷传感器采用MQ4可燃气体传感器，用于检测井下环境中的甲烷浓度；所述开停传感器用于检测局部通风机是否正常工作，当停止工作时，接通AT89C52主控制器；所述风量检测仪用于检测局部通风机的通风量是否正常，当通风量达不到设定值时，接通AT89C52主控制器；所述报警与监视模块包括语音报警、闪光报警、监控视频预警和液晶显示器，所述语音报警安装于总控制室，可及时通知领导作出求援批示；所述闪光报警安装于井下环境，用于提醒井下工作人员及时撤离；所述监控视频预警安装于总监控室，用于查找事故原因，及时处理事故隐患。
【主权项】
1.一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，包括AT89C52主控制器，所述AT89C52主控制器上连接供电模块、主通风机调速模块、安全监测模块和报警与监视模块；所述供电模块采用基于EMI滤波器、嵌位保护电路和PffM控制器的单片开关电源；所述主通风机调速模块包括直接转矩控制、滞环比较器、H桥驱动电路、主通风机和转速反馈；所述安全监测模块包括甲烷传感器、粉尘浓度检测仪、A/D转换器、局部通风机、开停传感器和风量检测仪；所述报警与监视模块包括语音报警、闪光报警、监控视频预警和液晶显示器。2.根据权利要求1所述的一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，其特征在于:所述PWM控制器采用UC3842方波信号发生器，用于控制功率开关管的导通时刻。3.根据权利要求1所述的一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，其特征在于:所述主通风机采用基于滞环比较器的直接转矩控制和H桥驱动电路，当检测出局部通风机停止工作或因漏风等原因而造成的通风量不足时，AT89C52主控制器发出控制指令，控制主通风机加速工作，从而可以及时排出积累的瓦斯和粉尘气体；所述滞环比较器主要用于比较风机转矩和磁链与设定值的大小关系，进而可以准确调节风机转速。4.根据权利要求1所述的一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，其特征在于:所述甲烷传感器采用MQ4可燃气体传感器，用于检测井下环境中的甲烷浓度；所述开停传感器用于检测局部通风机是否正常工作，当停止工作时，接通AT89C52主控制器；所述风量检测仪用于检测局部通风机的通风量是否正常，当通风量达不到设定值时，接通AT89C52主控制器。5.根据权利要求1所述的一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，其特征在于:所述语音报警安装于总控制室，可及时通知领导作出求援批示；所述闪光报警安装于井下环境，用于提醒井下工作人员及时撤离；所述监控视频预警安装于总监控室，用于查找事故原因，及时处理事故隐患。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于智能变速风机的井下信息安全预警装置，属于井下信息安全预警领域，包括AT89C52主控制器、供电模块、主通风机调速模块、安全监测模块和报警与监视模块；所述供电模块采用基于EMI滤波器、嵌位保护电路和PWM控制器的单片开关电源；所述主通风机调速模块包括直接转矩控制、滞环比较器、H桥驱动电路、主通风机和转速反馈；所述安全监测模块包括甲烷传感器、粉尘浓度检测仪、A/D转换器、局部通风机、开停传感器和风量检测仪；所述报警与监视模块包括语音报警、闪光报警、监控视频预警和液晶显示器。本实用新型可大幅提高瓦斯和粉尘的检测力度，实现顺畅通风、信息预警与及时救援的目标，适合推广。
【IPC分类】E21F17/18
【公开号】CN204921044
【申请号】CN201520734234
【发明人】杨帆, 殷志祥, 张贵生, 朱艳娜, 李国强, 魏磊
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月21日