专利名称：条形煤场安全监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤场监测设备，具体是一种条形煤场安全监测装置；适用于 储煤条形煤场。
背景技术：
条形煤场作为一种仓储设备主要应用于储煤。若时间一长，储煤条形煤场内的温 度会升高，并产生可燃性气体、CO气体、烟雾等；条形煤场存煤升温和自燃的现象时有发 生。因此，储煤条形煤场内的安全防范系统的重要性就越来越突出。但是目前并没有一种 可靠的条形煤场监测装置。因此条形煤场内的环境如何也就无法知道，经常由于有害气体 含量过多，造成条形煤场爆炸和人员伤亡。
发明内容为了解决现有技术的缺点，本实用新型提供一种条形煤场安全监测装置；对条形 煤场储煤的温度、可燃性气体、CO气体、烟雾参数进行监测，确保其运行参数处于安全控制 范围之内；如某参数超出允许范围，立即发送报警信号，及时提醒运行人员采取必要的措 施，消除事故隐患。本实用新型是以如下技术方案实现的一种条形煤场安全监测装置，包括信号采 集部分，将信号采集部分采集的信号进行转换处理的信号转换部分和用于数据处理、控制、 显示和打印的上位机；所述的信号采集部分包括用于检测条形煤场内氧气浓度的氧气传 感器；用于检测条形煤场内一氧化碳气体浓度的一氧化碳传感器；用于检测条形煤场内可 燃气体浓度的可燃气体传感器；上述各传感器分别与A/D转换模块连接由A/D转换模块将 模拟信号转换成数字信号，A/D转换模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上 位机；信号采集部分还包括用于检测条形煤场内烟雾浓度的烟雾传感器；用于检测条形 煤场内有明火产生的明火传感器；用于检测条形煤场内储煤底部温度的连续式测温装置； 烟雾传感器和明火传感器与开关量转换模块连接由开关量转换模块将开关量信号转换成 数字信号，开关量转换模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机；连续式 测温装置和DS18B20采集模块连接由DS18B20采集模块将连续式测温装置的单总线协议 转换成MODBUS协议，DS18B20采集模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位 机；所述的连续式测温装置有多套，均勻平行安装在储煤条形煤场的地面上和两侧挡墙内 壁上，相邻两套连续式测温装置之间的间距为2. 5m，连续式测温装置套装在预先铺设在煤 场地面上和两侧挡墙内壁上的镀锌管内；所述的一氧化碳传感器有多支，均勻安装在储煤 条形煤场顶板上；底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个一氧化碳传感器之间的间距为 IOm;所述的氧气传感器有多支，均勻安装在储煤条形煤场顶板上，底部距离煤堆最高点间 距为5m，相邻两个氧气传感器之间的间距为40m ；所述的可燃气体传感器有多支，均勻安装 在储煤条形煤场顶板上，底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个可燃气体传感器之间的 间距为IOm ；所述的烟雾传感器有多支，均勻安装在储煤条形煤场顶板上，底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个烟雾传感器之间的间距为IOm ；所述的明火传感器有多支，均勻安 装在储煤条形煤场顶板上，安装水平倾斜角为60°，底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻 两个明火传感器之间的间距为10m。工作原理氧气传感器、一氧化碳传感器和可燃气体传感器将各自采集到的模拟 量信号传送至A/D转换模块，A/D转换模块将所有的模拟量信号转换成数字量信号后通过 CAN总线传送至上位机，通过上位机就可以自动监测这些信号，当超过预警值时及时发出 报警。烟雾传感器和明火传感器将各自采集到的开关量信号传送至开关量转换模块，开关 量信号转换成数字量信号后通过CAN总线传输到上位机，由上位机对要监测的数据进行监 测，超出预警值时及时发出报警；连续式测温装置与DS18B20采集模块连接，DS18B20采集 模块将连续式测温装置的单总线协议转换成MODBUS协议，DS18B20采集模块通过CAN总线 与上位机连接，由上位机监测储煤底部温度数据，当超出预警值时及时发出报警。本实用新型的有益效果是在条形煤场储煤时，通过上位机就可直接对条形煤场 储煤的温度、可燃性气体、CO气体、氧气、烟雾、参数进行监测，确保其运行参数处于安全控 制范围之内，提高了工作环境的安全性。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是传感器安装示意图；图2是本实用新型电原理框图。图中1、顶板；2、氧气传感器；3、一氧化碳传感器；4、可燃气体传感器；5、烟雾传 感器；6、明火传感器；7、连续式测温装置；8、两侧挡墙。
具体实施方式
如图1所示，本实施例是以储煤条形煤场为例条形煤场的相关具体参数堆煤高度13. 5m内侧挡墙高度轨下1. 5m两侧挡墙高度2. 6m煤场底层宽度4 !煤场上层宽度1:3m煤场长度210m自然堆积角38%煤的密度(以褐煤0. 65 0. 78计)约0. 7T/m3系数0.8 0.9储煤条形煤场配置40支一氧化碳传感器3，均勻安装在储煤条形煤场顶板1上，底 部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个一氧化碳传感器3之间的间距为10m。一氧化碳传 感器3用于检测煤场内一氧化碳含量，测量范围0-100% LEL0初级报警为25% LEL，二级 报警50% LEL，报警设置值可调，输出信号4-20mA。储煤条形煤场配置10支氧气传感器2，均勻安装在储煤条形煤场顶板1上，底部距离煤堆最高点间距为5m，两个相邻氧气传感器2之间的间距为40m。氧气传感器2用于检测 煤场内氧气含量，防止人员在工作区域缺氧，出现意外事故，并设有初、高两级报警限，以保 证人身安全。测量范围0-25% vol，报警上限为18%，报警设置值可调，输出信号4-20mA。储煤条形煤场配置40支可燃气体传感器4，均勻安装在储煤条形煤场顶板1上， 底部距离煤堆最高点间距为5m，两个相邻可燃气体传感器4之间的间距为10m。可燃气体 传感器4用于检测条形煤场内部储煤挥发可燃气体的浓度。可燃气体传感器4供电电源 为DCMV，输出信号为4 20mA，测量范围为0-100% LEL0初级报警25% LEL，二级报警 40% LEL，报警值设置可调，输出信号4-20mA。储煤条形煤场配置40支烟雾传感器5，均勻安装在储煤条形煤场顶板1上，底部距 离煤堆最高点间距为5m，两个相邻烟雾传感器5之间的间距为10m。烟雾传感器5用于检 测条形煤场内部空间是否出现火灾或储煤阴燃产生的烟雾。烟雾传感器5不受强磁干扰， 不怕潮湿，在低温状态下(_20°C )能正常工作；具有三次取样比较的功能，防止在被检测空 间出现一次性过烟或其他类似干扰；传感器自身可识别，避免误报。储煤条形煤场有40支明火传感器6，均勻安装在储煤条形煤场顶板1上，底部距离 煤堆最高点间距为5m，两个相邻烟雾传感器6之间的间距为10m。烟雾传感器6用于检测 储煤条形煤场内是否有明火产生。储煤条形煤场配置166套连续式温度监测装置7，分别安装在条形煤场的地面和 两侧挡墙8内壁上，连续式测温装置7包括电缆导线，在电缆导线上沿长度方向并联有若 干个测温芯片，电缆导线的外部包裹有聚氯乙烯内护套，聚氯乙烯护套外部包裹有铠装钢 丝，铠装钢丝外部包裹有高压聚乙烯外护套。测温芯片采用数字式温度传感器DS18B20，其 VDD, GND脚分别通过其中的两根电缆导线和VCC、GND连接，DQ脚通过第三根电缆导线和 DS18B20采集模块连接。数字模块传感器DS18B20在检测点已把被测信号数字化了，因此 在单总线上传送的是数字信号，这使得系统的抗干扰性能好、可靠性高、传输距离远。安装 方式连续式测温装置7长42m，40m用于煤场底层部分测温，^ii用于两侧挡墙8部分测温， 每隔2. 5m配置一条，一条电缆中共配16个测温元件，相邻的两个测温元件保护面积相互交 叉，使温度监测更加准确无误，安全可靠；连续式测温装置7外部套装在预先铺设在煤场地 面和两侧挡墙内壁上的镀锌管内，测温范围-55 +125°C。如图2所示，条形煤场安全监测装置由信号采集部分，将信号采集部分采集的信 号进行转换处理的信号转换部分和用于数据处理、控制、显示和打印的上位机组成。信号 采集部分有用于检测条形煤场内氧气浓度的氧气传感器2、用于检测条形煤场内一氧化 碳气体浓度的一氧化碳传感器3和用于检测条形煤场内可燃气体浓度的可燃气体传感器 4 ；上述各传感器分别与A/D转换模块连接由A/D转换模块将模拟信号转换成数字信号，A/ D转换模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机。信号采集部分还有用 于检测条形煤场内烟雾浓度的烟雾传感器5、用于检测条形煤场内有明火产生的明火传感 器6和用于检测条形煤场内储煤底部温度的连续式测温装置7。烟雾传感器5和明火传感 器6与开关量转换模块连接由开关量转换模块将开关量信号转换成数字信号，开关量转换 模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机。连续式测温装置7与DS18B20 采集模块连接由DS18B20采集模块将连续式测温装置7的单总线协议转换成MODBUS协议， DS18B20采集模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机。[0029]与氧气传感器2、一氧化碳传感器3、可燃气体传感器4连接的A/D转换模块采用 模拟量测量模块EDA9017 ；氧气传感器2、一氧化碳传感器3和可燃气体传感器4将各自采 集到的模拟量信号首先经各自内部变送器转换成4 20mA模拟量信号，再通过电缆传送给 模拟量测量模块EDA9017，模拟量测量模块EDA9017再把转换后的所有数字量信号通过CAN 总线传给上位机。模拟量测量模块EDA9017可广泛应用于各种工业控制与测量系统中，它 能测量压力、温度、电量等变送器输出的4 20mA或0 IOV信号，其通讯接口为RS485或 RS232，电源为DC8 30V，通讯协议为MODBUS_RTU、ASCII码、十六进制LC-02协议3种，协议 可自动识别。与烟雾传感器5和明火传感器6连接的开关量转换模块采用开关量测量模块 EDA9050。烟雾传感器5和明火传感器6将各自采集到的开关量信号传送至开关量测量模块 EDA9050中，开关量测量模块EDA9050将所有的开关量信号转换成数字量信号通过CAN总线 传给上位机。条形煤场顶部的一套升降式综合监测机构也由该可编程序控制器S7-200PLC 控制，因此操作人员可以远程或进地控制升降式综合监测机构的运行。与连续式测温装置7 连接的DS18B20采集模块采用温度采集模块STA-D型18B20，温度采集模块STA-D型18B20 将连续式测温装置7的单总线协议转换成MODBUS协议，同时具有显示和报警的功能，然后 通过CAN总线将储煤各层面温度数据传给上位机。上位机主要由计算机，打印机和显示设备组成。计算机用的是组态软件，通过软件 可以实时控制和条形煤场的运行。组态软件是运行于中文WindowsXP及WindOWS2000上的 真32位的工控组态软件。软件通过MODBUS总线分别与模拟量测量模块EDA9017、开关量测 量模块EDA9050、温度采集模块STA-D型18B20进行通信。软件内具有结构化布局，组态 灵活；信号隔离，可靠性高；软件功能强；实现了标部通过VB语言来编写程序，系统可灵活 的适应不同要求。
权利要求1.一种条形煤场安全监测装置，包括信号采集部分，将信号采集部分采集的信号进行 转换处理的信号转换部分和用于数据处理、控制、显示和打印的上位机；所述的信号采集 部分包括用于检测条形煤场内氧气浓度的氧气传感器O)；用于检测条形煤场内一氧化 碳气体浓度的一氧化碳传感器(3)；用于检测条形煤场内可燃气体浓度的可燃气体传感器 (4)；上述各传感器分别与A/D转换模块连接由A/D转换模块将模拟信号转换成数字信号， A/D转换模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机；信号采集部分还包括 用于检测条形煤场内烟雾浓度的烟雾传感器(5)；用于检测条形煤场内有明火产生的明火 传感器(6)；用于检测条形煤场内储煤底部温度的连续式测温装置(7)；烟雾传感器(5)和 明火传感器(6)与开关量转换模块连接由开关量转换模块将开关量信号转换成数字信号， 开关量转换模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机；连续式测温装置 (7)和DS18B20采集模块连接由DS18B20采集模块将连续式测温装置(7)的单总线协议转 换成MODBUS协议，DS18B20采集模块通过CAN总线与上位机连接将数字信号输送给上位机； 其特征在于所述的连续式测温装置(7)有多套，均勻平行安装在储煤条形煤场的地面和 两侧挡墙(8)内壁上，相邻两套连续式测温装置(7)之间的间距为2. 5m，连续式测温装置 (7)套装在预先铺设在煤场地面和两侧挡墙(8)内壁上的镀锌管内；所述的一氧化碳传感 器⑶有多支，均勻安装在储煤条形煤场顶板⑴上；底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻 两个一氧化碳传感器C3)之间的间距为IOm;所述的氧气传感器( 有多支，氧气传感器均 勻安装在储煤条形煤场顶板(1)上，底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个氧气传感器 (2)之间的间距为40m;所述的可燃气体传感器(4)有多支，均勻安装在储煤条形煤场顶板 ⑴上，底部距离煤堆最高点间距为5m，相邻两个可燃气体传感器(4)之间的间距为IOm; 所述的烟雾传感器( 有多支，均勻安装在储煤条形煤场顶板(1)上，底部距离煤堆最高点 间距为5m，相邻两个烟雾传感器( 之间的间距为IOm;所述的明火传感器(6)有多支，均 勻安装在储煤条形煤场顶板(1)上，安装水平倾斜角为60°，底部距离煤堆最高点间距为 5m，相邻两个明火传感器(6)之间的间距为10m。
2.根据权利要求1所述的条形煤场安全监测装置，其特征在于与氧气传感器O)、 一氧化碳传感器C3)和可燃气体传感器(4)连接的A/D转换模块采用模拟量测量模块 EDA9017。
3.根据权利要求1所述的条形煤场安全监测装置，其特征在于与烟雾传感器(5)和 明火传感器(6)连接的开关量转换模块采用开关量测量模块EDA9050。
4.根据权利要求1所述的条形煤场安全监测装置，其特征在于与连续式测温装置(7) 连接的DS18B20采集模块采用温度采集模块STA-D型18B20。
专利摘要本实用新型公开了一种条形煤场安全监测装置，涉及煤场监测设备。多套连续式测温装置均匀平行安装在储煤条形煤场的地面和两侧挡墙内壁上，相邻两套连续式测温装置之间的间距为2.5m；多支一氧化碳传感器均匀安装在顶板上；相邻两个一氧化碳传感器之间的间距为10m；多支氧气传感器安装在顶板上，相邻两个氧气传感器之间的间距为40m；多支可燃气体传感器均匀安装在顶板上，相邻两个可燃气体传感器之间的间距为10m；多支烟雾传感器均匀安装在顶板上，相邻两个烟雾传感器之间的间距为10m；多支明火传感器均匀安装在顶板上，安装水平倾斜角为60°，相邻两个明火传感器之间的间距为10m。优点是提高了储煤条形煤场工作环境的安全性。
文档编号G01K7/00GK201926636SQ20102028884
公开日2011年8月10日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者宋志军 申请人:徐州中矿奥特麦科技有限公司