专利名称：煤矿用甲烷传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种气体检测传感器，尤其涉及到一种功耗低、检测精度高、智
能控制、工作可靠、使用寿命长的煤矿用甲烷传感器。
技术背景 煤矿安全一直以来是我国亟待解决的问题，煤矿生产面临着诸多困难，如机械化 程度低、安全设施不完善、技术水平低等，这些都是煤矿安全的隐患，煤矿在生产过程中会 存在易燃易爆气体，这些易燃易爆气体是煤矿安全问题的主要威胁，近年来，煤矿安全爆炸 事故频繁发生，造成了巨大的经济及人员损失的同时，也造成了环境的污染；随着气体检测 传感器运用到煤矿生产中，煤矿安全生产在一定程度上得到改观，作为瓦斯、天然气、坑气 和指示煤气的主要成分，甲烷是无色无臭的气体，只有通过灵敏可靠的检测仪器才能进行 检测，甲烷传感器能在甲烷浓度超限时自动报警并连续向关联设备发送检测的甲烷浓度信 号，来避免事故的发生；现有的甲烷传感器技术中，在遇到问题时传感器的灵敏度大打折 扣，检测可靠性降低，而且检测甲烷的浓度在4%以内，对于高浓度甲烷的检测无法实现，检 测响应时间慢，一般在20S 30S，这就使得煤矿安全生产存在极大的隐患
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种采用低功耗载体催化元件和 集成软件技术的煤矿用甲烷传感器，它能迅速、准确地连续监测环境气体中的高低浓度的 甲烷。 本实用新型是通过以下的技术方案来实现的 煤矿用甲烷传感器，其主要结构包括不锈钢外壳，单片机，后盖，蜂鸣器，气室，探 测器，显示器，航空插头，报警灯，主控板等，后盖与不锈钢外壳防脱落组件固定连接，显示 器固定安装与不锈钢外壳的中部，两个报警灯安装在不锈钢外壳下端的两端，气室在两个 报警灯的中间，航空插座外接电源，单片机安装与主控板上；主控板上集成有LED显示电 路，VF转换电路，单片机系统电路，电流信号输出电路，电源退耦滤波电路，电源稳压电路， 断电信号输出电路，高低浓电桥检测电路，频率信号输出电路，声报警电路，数据储存电路， 未用的CMOS电路输入端接地，摇控接收及功能按键电路，蜂鸣器接入声报警电路，气室接 入高低浓检测电路，显示屏接入LED显示电路。 所述的气室，采用粉末冶金罩及催化元件等组合设计，使得气室发热元件"燃烧"，
并可以防潮，满足井下恶劣环境下作业，传感器仍然能够保证检测的准确度。 所述的单片机，采用可编程PLC控制，使得响应时间达到10S以内，并配置有双重
保护功能的看门狗电路，可以实时监测单片机的工作状态，当硬件或者软件出现状况时能
及时自动复位，以保障传感器的正常工作，使得可靠性能大大提高。 所述的主控板，其有防烧恒压恒流设置，当传感器出现问题，如短路情况时，会自 动产生恒流，保障断开状态下不影响其他传感器的正常工作。
3[0009] 所述的显示器，采用大屏四位LED显示，可以实时显示当前环境下的甲烷浓度。 本实用新型中设计的高低浓电桥检测电路，可以根据目前环境下的甲烷浓度来自 动调节工作状态，低与4%的时候，低浓元件测量电桥电路工作，一旦空气中的甲烷浓度高 于4% ，高浓元件测量电桥电路工作。 由于采用了以上的技术方案，本实用新型具有以下的有益效果 1.坚固而用，使用寿命长。 2.大屏幕显示，美观大方。 3.嵌入的软件及摇控器来控制整个工作过程，实现了控制的智能化，检测效率大 大提高。 4.采用气室的防潮等设计，使得井下恶劣环境作业时，检测的精确度得到保持。 5.单片机采用PLC编程及双重保护设计，保障了响应时间快速，使得检测工作可 6.整个装置免开盖调试，仅通过遥控器就可以实现各种操作，操作简便。 7.采用低功耗元件，消耗小。
图1为本实用新型的结构示意图。 图2为本实用新型的侧视结构图。 图3为本实用新型的检测原理框图。 图中1不锈钢壳体，2壳盖，3提手，4铭牌，5报警灯，6防脱落组件，7主控板，8密 封圈1， 9螺母，10密封圈2， 11探头组件，12减震垫，13窗板，14航空插头，15压板，16螺钉， 17蜂鸣器，18显示器，19气室。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明 参照附图l，煤矿用甲烷传感器，其主要结构包括不锈钢外壳(l)，壳盖(2)，蜂鸣 器(17)，气室(19)，显示器(18)，航空插头(14)，主控板(7)、单片机等，壳盖(2)与不锈钢 外壳(1)防脱落组件(6)固定连接并通过密封圈2(10)密封，显示器(18)用螺母(9)固定 于不锈钢外壳(1)的中部并用密封圈1 (8)进行密封，窗板(13)、压板(15)牢牢固定压紧显 示器(1S)，铭牌(4)位于显示器(18)的下方，蜂鸣器(17)位于显示器(18)的上方，两个报 警灯(5)安装在不锈钢外壳(1)下端面的两端，气室(19)在两个报警灯(5)的中间，航空 插座(14)外接电源，单片机安装与主控板(7)上，主控板(7)用螺钉(16)固定于不锈钢外 壳(1)上。 参照附图l，所述的气室(19)，采用粉末冶金罩及催化元件设计，结构上设置有探 头组件(1D、减震垫(12)，元件发热"燃烧"后，可以防潮，满足井下恶劣环境下作业，能够 保证检测的准确度，气室(19)内的探头组件(11)接入高、低浓电桥检测电路，可以检测的 甲烷浓度在0 40.0%范围内，响应时间在10s左右，大大提高了检测的范围，增加了井下 作业的安全性。 参照附图1、附图2，使用时把传感器用提手(3)悬挂于井下，通过遥控器来摇控设置传感器，单片机把检测的结果通过显示器显示当前甲烷的浓度，当甲烷浓度过高时，蜂鸣 器和报警灯会进入工作状态，对于过高的浓度，单片机会发出断电指令给断电信号输出电 路，直接切断电源，保障井下人员的安全。
权利要求一种煤矿用甲烷传感器，其主要结构包括不锈钢外壳(1)，壳盖(2)，蜂鸣器(17)，气室(19)，显示器(18)，航空插头(14)，主控板(7)、单片机等，壳盖(2)与不锈钢外壳(1)间通过密封圈2(10)密封，蜂鸣器(17)位于显示器(18)的上方，两个报警灯(5)安装在不锈钢外壳(1)下端面的两端，气室(19)在两个报警灯(5)的中间，航空插座(14)外接电源，单片机安装与主控板(7)上，其特征在于壳盖(2)与不锈钢外壳(1)间设置有防脱落组件(6)，气室(19)内设置有探头组件(11)、减震垫(12)，主控板(7)上集成有LED显示电路，VF转换电路，单片机系统电路，电流信号输出电路，电源退耦滤波电路，电源稳压电路，断电信号输出电路，高低浓电桥检测电路，频率信号输出电路，声报警电路，数据储存电路，未用的CMOS电路输入端接地，摇控接收及功能按键电路。
2. 根据权利要求1所述的煤矿用甲烷传感器，其特征在于所述的单片机植入有PLC 软件。
3. 根据权利要求1所述的煤矿用甲烷传感器，其特征在于所述的声报警电路连接有 蜂鸣器。
4. 根据权利要求l所述的煤矿用甲烷传感器，其特征在于所述的探头组件接入高低、 浓电桥检测电路。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿用甲烷传感器，属于煤矿安全器械领域，其结构主要包括主控板、显示器、不锈钢外壳、壳盖、气室、蜂鸣器、报警灯，主控板上设有高低浓检测电路，检测的甲烷浓度在0～40％，气室采用粉末冶金罩、自动补偿等设计，可以应对井下恶劣的环境，保证检测的准确度，单片机设有看门狗电路，主控板短路时可保持恒流，通过遥控任意设置0～40％浓度范围内智能断电，本实用新型结构简单，能够应对井下特别恶劣的环境，实现高、低浓检测，检测范围更宽，检测精确度增加，发生短路不会影响其他传感器的正常工作。
文档编号G01N33/00GK201464447SQ20092007081
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者厉仁勇, 徐晓艳, 李志星 申请人:上海坤嘉自动化科技有限公司