便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪的制作方法
【专利摘要】一种便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪，由甲烷传感元件、一氧化碳传感元件、温度传感元件及检测电路，中央处理器CPU、充电电路、按键/开关机电路、电源稳压电路、信号检测电路、信号放大电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路等组成。所述的便携式无线多参数气体检测人员搜救仪在结构和功能上将便协式气体检测仪及井下人员搜救仪整合在一起，实现工作人员只需携带一个便携仪器即可在矿井下进行甲烷、一氧化碳、温度环境的实时检测，并能进行人员搜救，同时可与矿井环境监测系统和矿井人员定位系统进行无线通讯，地面也能随时知道该工作人员所检测的地点和数据。
【专利说明】便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及一种便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪，属煤矿及非煤矿山便携式井下气体环境及人员监测仪器设备领域。
[0003]【背景技术】
[0004]目前煤矿及非煤矿山都安装有矿井环境监测系统和人员定位系统，是由井下固定放置的传感器或读卡器将采集的信号通过电缆传输至井下分站，再通过通讯电缆或光缆传输至地面通讯接口再通过串口或网口传输至监控计算机，起到对井下环境参数及人员信息的实时监测。但井下气体巡检工作人员及监察部门现场检查的工作人员还需配备井下便携式气体检测仪，定期对井下的传感器进行校对、巡检以及监察。目前公知的井下便携式气体检测仪器有瓦斯检测仪、一氧化碳检测仪等，但一般都是只能检测一种气体参数；公知的井下便携式气体检测仪器具有数据实时显示并超限报警功能，但不具备将检测值进行实时传输的功能，地面不能及时了解该检测仪所到之处的地点及检测到的气体浓度值，只能通过携带该检测仪的工作人员每到一处将该处的地点、检测值及时间用笔记录下来，也不能及时知道工作人员是否真实到达了检测地点以及此人在井下的行动轨迹，除非另外再佩带人员识别卡；目前公知的井下人员搜救仪只具备移动读卡功能，但不具备将读取到的人员信息进行实时传输的功能，地面不能及时了解该搜救仪找到的人员信息，不便于地面现场指挥。
[0005]
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是，根据现有的井下气体测试仪和搜救仪存在的问题，本实用新型设计一种兼具井下气体检测和井下人员搜救双重功能的便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪。
[0007]本实用新型的技术方案是，将便携式气体检测仪及井下人员搜救仪整合在一起，即将甲烷、一氧化碳气体以及温度的检测电路分别和各自的传感元件一体化设计在一个检测头上安装在气室部位；检测信号经各自信号放大电路送至中央处理器，中央处理器将这些信号在嵌入式程序控制下进行循环处理；处理后再分别送到报警单元、保护单元、欠压关机、显示单元，并通过无线收发电路将采集到的甲烷、一氧化碳、温度、读到的识别卡信息以及本身的卡号信息进行无线发送，这些信号被无线采集器接收后有线传输至其所连接的环境监测系统和人员定位系统。
[0008]本实用新型便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪由控制电路、多参数气室、液晶显示屏、多功能按键、声光报警器和外壳组成。本实用新型外壳采用阻燃PVC塑料铸模成型；仪器的显示屏采用16*16点中文显示液晶显示屏64*32,每屏显示两行,每行可显示4个汉字；仪器工作时可循环分别显示环境气体、温度检测值、读到的人员卡信息、电池电量等；仪器上部设有声光报警小窗、设有多参数气室；面板中部有四个多功能按键，用于仪器的多功能设置及调试。
[0009]本实用新型的控制电路包括中央处理器CPU、充电电路、按键/开关机电路、电源稳压电路、信号检测电路、信号放大电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路。
[0010]按键/开关机电路、信号放大电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路分别连接中央处理器CPU的相应端口 ；甲烷、一氧化碳气体以及温度的传感元件分别连接各自的检测电路的输入端；甲烷、一氧化碳气体以及温度的检测电路的输出端连接各自的信号放大电路；电源及充电电路连接2.9伏电源稳压电路向信号放大电路供电；电源及充电电路连接3伏电源稳压电路向中央处理器CPU供电。
[0011]甲烷、一氧化碳气体以及温度的检测电路分别和各自的传感元件一体化设计在一个检测头上安装在气室部位，检测信号经各自信号放大电路送至中央处理器，中央处理器内含多路A/D转换；电压检测电路、无线收发电路将检测的信号也送到中央处理器，中央处理器将这些信号在嵌入式程序控制下进行循环处理，处理后再分别送到报警单元、保护单元、欠压关机、显示单元，并通过无线收发电路将采集到的甲烷、一氧化碳、温度、读到的识别卡信息以及本身的卡号信息进行无线发送，这些信号被无线采集器接收后有线传输至其所连接的环境监测系统和人员定位系统。
[0012]整个电路全部采用低功耗设计，大部分元器件均采用低功耗帖片式，使得该仪器具有体积小、多功能、待机时间长(可连续工作12小时)的特点。从而实现工作人员只需携带一个便携仪器即可在矿井下进行甲烷、一氧化碳、温度环境的实时检测，并能进行人员搜救，地面也能随时知道该工作人员所检测的地点和数据，并且随时了解该工作人员在井下的运行轨迹，对地面管理及指挥救援起到十分重要的作用。
[0013]本实用新型的有益效果是，本实用新型便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪可在矿井下进行甲烷、一氧化碳、温度环境的实时检测，并能进行人员搜救，地面也能随时知道该工作人员所检测的地点和数据，并且随时了解该工作人员在井下的运行轨迹，对地面管理及指挥救援能起到十分重要的作用。
[0014]本实用新型适用于矿井移动式气体检测和人员搜救。
[0015]【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪结构外观图；
[0017]其中:I是报警声窗口 ；2是报警光窗口 ；3是多参数气室；4是液晶显示屏；5是电池充电口 ；6是四个多功能按键；7是PVC面板；
[0018]图2为本实用新型便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪的电路原理图。【具体实施方式】
[0019]本实用新型的【具体实施方式】如图1和图2所示。
[0020]图1为本实用新型便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪结构外观图。其外壳采用阻燃PVC塑料铸模成型，壁厚1.5mm，上下盖之间采用凹凸外加密封圈紧合，具有耐腐、防水、防尘等特点。仪器的显示采用16*16点中文显示液晶屏64*32，每屏显示两行，每行可显示4个汉字。仪器工作时可循环分别显示环境气体、温度检测值、读到的人员卡信息、电池电量等。仪器上部有声光报警小窗、有多参数气室；面板中部有四个多功能按键，用于仪器的多功能设置及调试。
[0021]图2为本实用新型实施例便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪的电路原理图。由中央处理器CPU、充电电路、按键/开关机电路、电源稳压电路、信号检测电路、信号放大电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路组成。
[0022]电路核心为中央处理器CPU，该CPU采用自带8路10位高精度A/D转换的16位超低功耗贴片单片机MSP430F232IDA (ADC10)，负责数据采样、处理、控制、显示、报警等；充电电路主要由专用充电器、电池组、二进管及充电座组成，采用恒流方式充电，充电时充电器指示灯为红，当充足电后，指示灯变绿，此时进入涓流充电方式。按键/开关机电路主要由四个按键SI?S4、集成电路三极管及其外围电阻电容组成。SI为电源开/关键，S2为功能/换挡键，S3为增加/背光键，S4为减少/自检键。通过双稳触发电路芯片，按一次SI，三极管导通，再按一次SI，三极管截止，从而实现电源的开/关机；电源稳压电路具有2.9V与3.0V两个稳压电源电路，2.9V稳压电路，专为信号检测电路供电，3.0V稳压电源，为信号检测电路之外的其他电路供电。甲烷、一氧化碳气体以及温度的信号检测电路分别和各自的传感元件一体化设计在一个检测头上安装在多参数气室部位，检测信号经各自信号放大电路送至中央处理器的三个A/D输入口，经10位高精度A/D转换、数据处理后进行环境检测值的循环显示；信号比较放大电路主要由信号比较器及其外围电阻电容组成；电压检测电路信号送至中央处理器的一个A/D输入口，经10位高精度A/D转换、数据处理后进行电池电量的显示；无线收发电路主要由RFID无线射频技术贴片芯片及外围电阻、电容、晶振及板载天线组成，负责无线编码信号的接收、发送及与CPU的通讯，在CPU控制下一方面可接收识别范围内的人员识别卡，一方面可将检测的甲烷、一氧化碳、温度参数值及所接收的人员卡号信息及自身的卡号进行无线发送，这些信息将被该便携仪所处区域的无线数据采集仪(与环境监测分站通过电缆连接)或读卡分站所接收，分别进入矿井环境监测系统和矿井人员定位系统的通讯。从而实现工作人员只需携带一个便携仪器即可在矿井下进行甲烷、一氧化碳、温度环境的实时检测，并能进行人员搜救，地面也能随时知道该工作人员所检测的地点和数据，并且随时了解该工作人员在井下的运行轨迹，对地面管理及指挥救援起到十分重要的作用；显示电路主要由汉字显示液晶模块及背光电源控制电路组成。显示采用16*16点中文显示液晶屏64*32，每屏显示两行，每行可显示4个汉字；数据存贮电路主要用于甲烷、一氧化碳、温度调试数据(零点、精度系数、报警值)的保存以及通讯中断时间内的数据存储，保证数据的完整性；仪器还设计有声、光报警电路、在线灌程电路、超量程自保电路、欠压关机电路等。整个电路全部采用低功耗设计，大部分元器件均采用低功耗帖片式，使得该仪器具有体积小、多功能、待机时间长(可连续工作12小时)的特点。
【权利要求】
1.一种便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪，其特征在于，所述搜救仪由甲烷传感元件、一氧化碳传感元件、温度传感元件，中央处理器CPU、充电电路、按键/开关机电路、电源稳压电路、信号检测电路、信号放大电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路组成；所述甲烷传感元件、一氧化碳传感元件、温度传感元件连接各自的信号检测电路的输入端，各自信号检测电路的输出端连接各自的信号放大电路，并通过各自的信号放大电路连接至中央处理器CPU的相应端口 ；所述按键/开关机电路、电池电压检测电路、在线灌程电路、无线收发电路、液晶显示电路、数据存储电路、报警电路及保护电路分别连接中央处理器CPU的相应端口 ；充电电路连接电源稳压电路并分别向其电路供电。
2.根据权利要求1所述的便携式无线多参数气体检测及人员搜救仪，其特征在于，所述甲烷、一氧化碳气体以及温度的检测电路分别和各自的传感元件一体化设计在一个检测头上，安装在气室部位。
【文档编号】G01D21/02GK203489910SQ201320505851
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】梁自荣 申请人:江西汇弘信息技术有限公司