悬挂式甲烷一氧化碳测定器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及悬挂式甲烷一氧化碳测定器，机壳盖表面设有音窗、观察口、警示灯口和按键口，机壳盒顶部设有甲烷进气口、一氧化碳进气口和悬挂拉环，机壳盒侧面设有应急灯口、应急灯开关、电源充电口和外部电源连接口，机壳盒内设有甲烷传感器、一氧化碳传感器、A/D转换器、电路主板、电源、应急灯和应急灯电源，电路主板上设有报警器、显示板、按键、无线收发模块、数据存储芯片和单片机，报警器包括声报警器、光报警器和震动报警器；本实用新型具有功能多、灵敏度高、稳定性高的特点，能实现大范围，长时间煤矿井下甲烷和一氧化碳气体的测定与预警。
【专利说明】
悬挂式甲烷一氧化碳测定器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及悬挂式甲烷一氧化碳测定器，属于气体测定装置技术领域。
【背景技术】
[0002] 煤矿井作业环境下易产生甲烷、一氧化碳等易燃气体，当这类气体超过一定限度 后会发生爆炸，危及井下人员安全，因此提出了一种甲烷一氧化碳测定器两用监测报警仪， 可检测甲烷一氧化碳浓度，阈值后实现报警，有效预防安全事故。
[0003] 目前已有多个专利提出甲烷一氧化碳测定器，如专利CN204269536U提出了一种便 携式甲烷一氧化碳测定器，采用红外探测头为气敏原件，制造成本高，加工精度高，煤矿装 置中难以应用；专利CN103529089A提出了一种佩戴式甲烷一氧化碳测定器，模块组成结构 不清晰；专利CN202486085U提出了一种甲烷一氧化碳测定器，电路结构复杂;这些测定器多 存在灵敏度和稳定性差、功能性单一、工作时间短的缺点，不适合在矿井下采掘工作，同时 对危险气体的检测范围偏小，也就在一定程度上降低了安全性能。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供悬挂式甲烷一氧化碳测定器，具 有功能多、灵敏度高、稳定性高的特点，能实现大范围，长时间煤矿井下甲烷和一氧化碳气 体的测定与预警。
[0005] 本实用新型是通过如下的技术方案予以实现的。
[0006] 悬挂式甲烷一氧化碳测定器，包括机壳，所述机壳的长度为L，L=280mm，所述机壳 的宽度为D，D=160mm，所述机壳的高度为Η，H=53mm，所述机壳包括机壳盖和机壳盒，所述机 壳盖和机壳盒配合使用，所述机壳盖与机壳盒之间设有密封垫，所述机壳盖表面自上而下 依次设有音窗、观察口、警示灯口和按键口；所述机壳盒顶部设有甲烷进气口、一氧化碳进 气口和悬挂拉环，所述悬挂拉环与机壳盒可旋转式连接，所述的甲烷进气口内设有甲烷进 气嘴，所述的一氧化碳进气口内设有一氧化碳进气嘴，所述机壳盒侧面设有应急灯口、应急 灯开关、电源充电口和外部电源连接口；所述机壳盒内设有甲烷传感器、一氧化碳传感器、 A/D转换器、电路主板、电源、应急灯和应急灯电源，所述甲烷传感器与甲烷进气嘴相连，所 述甲烷传感器上设有甲烷温度补偿器，所述一氧化碳传感器与一氧化碳进气嘴相连，所述 一氧化碳传感器上设有一氧化碳温度补偿器，所述甲烷传感器与一氧化碳传感器均连接有 A/D转换器，所述A/D转换器连接有放大过滤器，所述放大过滤器与电路主板相连，所述电路 主板上设有报警器、显示板、按键、无线收发模块、数据存储芯片和单片机，所述报警器包括 声报警器、光报警器和震动报警器，所述声报警器设置于音窗处，所述光报警器设置于警示 灯口处，所述震动报警器为振动马达，置于机壳盒四角处，所述显示板设置于观察口处，所 述显示板包括型号显示块，日期显示块、电量显示块、防爆标识显示块、数值显示块、气体名 称显示块和时间显示块，所述数值显示块显示四位数值，所述气体名称显示块显示百分比 体积浓度的甲烷及一氧化碳，所述按键设置于按键口处，所述电源与电路主板连接，通过电 路主板实现对甲烷传感器、一氧化碳传感器、甲烷温度补偿器、一氧化碳温度补偿器、A/D转 换器、放大过滤器、无线收发模块、数据存储芯片、单片机、显示器、和报警器的电源供给，所 述电源充电口与电源相连，所述外部电源连接口与电路主板相连，所述应急灯设置于应急 灯口处，所述应急灯分别与应急灯电源和应急灯开关相连，所述应急灯电源与应急灯开关 相连，所述电源与应急灯电源相对独立，且均为本安电源。
[0007]上述悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其中，所述机壳为304不锈钢材质。
[0008] 上述悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其中，所述甲烷传感器和一氧化碳传感器均为 载体催化元件，所述甲烷传感器的甲烷浓度测定范围为0.00~4.00%CH4,所述一氧化碳 传感器的一氧化碳浓度测定范围为0~1000ΧΠΓ 6 C0。
[0009] 上述悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其中，所述按键为按键式电子薄膜开关，所述按 键包括加键、减键、开关键和标校确认键，所述按键呈正方形分布。
[0010] 上述悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其中，所述机壳外套合有皮套，所述皮套上设有 细带。
[0011] 本实用新型的有益效果为：
[0012]本悬挂式甲烷一氧化碳测定器在甲烷:〇 . 50%~2.50%的范围内任意设定报警点， 报警显示值与设定值的差值不超过±0.05%，在一氧化碳：（0~1000) X 10-6C0的范围内任意 设定报警点，报警显示值与设定值的差值不超过± 1X 10-6,在使用时先设定甲烷和一氧化 碳的报警点，进气口通过气嘴将环境中的空气吸入测定器中，甲烷传感器及一氧化碳传感 器检测空气中的甲烷及一氧化碳气体含量，将发出电压信号，温度补偿器进行数据补偿，电 压信号通过A/D转换器将其转换成数字信号，数字信号经放大过滤器放大，传送至电路主 板，经单片机进行数字处理，反馈数字信号至电路主板中，驱动显示器显示出被测甲烷及一 氧化碳体积百分比浓度数值，测定器以5秒的间隔在甲烷、一氧化碳之间自动切换，可实现 0.00~4.00%CH4和0~1000ΧΠΓ 6 C0的测量，并能显示正值或负值；当甲烷及一氧化碳浓 度达到报警值时，单片机立即输出控制信号，经电路主板控制报警器发出警报，声报警器、 光报警器、震动报警器同步发出蜂鸣、闪光和震动，同时数码管显示红色数字并发出闪光；
[0013] 本实用新型电路主板上同时配置了数据存储芯片和无线收发模块，所测数据可记 录于数据存储芯片内，在巡更时，无线收发模块不工作，直到巡更结束，充电时，无线收发模 块开启，并自动与巡更主机进行无线连接，上传保存的巡更数据;数据传输完毕后，关闭无 线收发模块，检测报警仪进入充电关机状态;应急灯实现井下黑暗应急灯源。
[0014] 本实用新型的电源与应急灯电源均为本安电源，在煤矿井下防爆且具有直流稳压 性、过充电保护电压保护、过放电保护电压保护、短路保护功能，更加安全稳定;外部电源连 接口可外接电源供电，实现电源故障或没电时的电量应急供应。
[0015] 本实用新型设定日期与时间，并显示于显示器上，并可显示电量情况，便于矿井下 的工作人员了解时间变化;显示器上还可显示电量情况，便于提醒工作人员充电。
[0016] 本实用新型机壳上设有悬挂拉环，便于悬挂固定或携带，悬挂拉环可旋转连接，在 不使用时，旋转倒下悬挂拉环，检测器可置于皮套中，用细带佩戴携带。
[0017] 综上所述，本实用新型具备数据存储、时间显示、应急照明、无线传输、震动报警等 功能，具有功能多、灵敏度高、稳定性高的特点，能实现大范围，长时间煤矿井下甲烷和一氧 化碳气体的测定与预警。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型拆去机壳盖后的结构示意图。
[0019] 图2为本实用新型机壳主视图。
[0020] 图3为本实用新型机壳左视图。
[0021]图4为本实用新型工作原理图。
[0022] 图5为本实用新型皮套结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明。
[0024] 所述电源与应急灯电源均由北京天锐驰能源科技有限公司生产，电源型号为： PL175667,符合《煤矿安全测定器仪表用锂离子电池安全性能检验规范》的规定;所述甲烷 传感器和一氧化碳传感器均由中国船舶重工集团公司第七一八研究所生产。
[0025] 悬挂式甲烷一氧化碳测定器，包括机壳44，所述机壳44的长度为L，L=280mm，所述 机壳44的宽度为D，D=160mm，所述机壳44的高度为H，H=53mm，所述机壳44为304不锈钢材质， 所述机壳44包括机壳盖39和机壳盒36,所述机壳盖39和机壳盒36配合使用，所述机壳盖39 与机壳盒36之间设有密封垫46,所述机壳盖39表面自上而下依次设有音窗40、观察口41、警 示灯口 42和按键口 43;所述机壳盒36顶部设有甲烷进气口 1、一氧化碳进气口 19和悬挂拉环 18，所述悬挂拉环18与机壳盒36可旋转式连接，所述的甲烷进气口 1内设有甲烷进气嘴2，所 述的一氧化碳进气口 19内设有一氧化碳进气嘴20，所述机壳盒36侧面设有应急灯口 45、应 急灯开关9、电源充电口 17和外部电源连接口 16;所述机壳盒36内设有甲烷传感器3、一氧化 碳传感器21、A/D转换器23、电路主板35、电源37、应急灯6和应急灯电源7,所述甲烷传感器3 和一氧化碳传感器21均为载体催化元件，所述甲烷传感器3与甲烷进气嘴2相连，所述甲烷 传感器3上设有甲烷温度补偿器4,所述一氧化碳传感器21与一氧化碳进气嘴20相连，所述 一氧化碳传感器21上设有一氧化碳温度补偿器22,所述甲烷传感器3与一氧化碳传感器21 均连接有A/D转换器23,所述A/D转换器23连接有放大过滤器24,所述放大过滤器23与电路 主板35相连，所述电路主板35上设有报警器11、显示板32、按键38、无线收发模块33、数据存 储芯片49和单片机34,所述报警器11包括声报警器8、光报警器10和震动报警器5,所述声报 警器11设置于音窗40处，所述光报警器10设置于警示灯口 42处，所述震动报警器5为振动马 达，置于机壳盒36四角处，所述显示板32设置于观察口 41处，所述显示板32包括型号显示块 28,日期显示块27、电量显示块36、防爆标识显示块25、数值显示块29、气体名称显示块31和 时间显示块30,所述数值显示块29显示四位数值，所述气体名称显示块31显示百分比体积 浓度的甲烷及一氧化碳，所述按键38设置于按键口 43处，所述按键38为按键式电子薄膜开 关，所述按键38包括加键13、减键12、开关键15和标校确认键14,所述按键38呈正方形分布， 所述电源37与电路主板35连接，通过电路主板35实现对甲烷传感器3、一氧化碳传感器21、 甲烷温度补偿器4、一氧化碳温度补偿器22、A/D转换器23、放大过滤器24、无线收发模块33、 数据存储芯片49、单片机34、显示器32、和报警器11的电源供给，所述电源充电口 17与电源 37相连，所述外部电源连接口 16与电路主板35相连，所述应急灯6设置于应急灯口 45处，所 述应急灯6分别与应急灯电源7和应急灯开关9相连，所述应急灯电源7与应急灯开关9相连， 所述电源37与应急灯电源9相对独立，且均为本安电源，所述机壳44外套合有皮套47,所述 皮套47上设有细带48。
[0026]本实施例的悬挂式甲烷一氧化碳测定器的技术参数如下：
[0027] 1、使用环境条件：
[0028] a)温度：0 ~40Γ;
[0029] b)相对湿度：彡 98%(25。〇;
[0030] c)大气压力：8〇kPa ~ll6kPa;
[0031] d)风速：（0~8)m/s;
[0032] e )贮存温度为：-40 Γ~+60 Γ
[0033] f)使用场所:在具有爆炸性混合气体的危险的煤矿井下；
[0034] 2、测量范围：
[0035] a)甲烷：（0·00 ~4.00)%CH4;
[0036] b)-氧化碳：（0~1000) X10-6 C0;
[0037] 3、防爆型式和本安参数
[0038] 3.1防爆型式:矿用本安兼隔爆型；防爆标志:Exibdl;
[0039] 3.2本安参数
[0040] 电源供电端：Ui:18.5VDC，Ii:120mA，Ci:0uF，Li:0mH
[0041 ] 电池供电端:PL175667矿用防爆锂离子电池一节;Uo: 4.2VDC，Ιο: 3.0A;
[0042] 4、重量：2.0kg;
[0043] 5、显示方式：四位红色发光数字显示；
[0044] 6、分辨率：甲烷:0.01%CH4; -氧化碳:1X10_6 C0,并能表示显示值的正或负；
[0045] 7、基本误差
[0046] 7.1、甲烷基本误差：
[0047] 表 1 %CH4
[0048] 7.2、一氧化碳基本误差：
[0049] 表2 1X10-6 C0
[0050]
[0051] 8、报警点：
[0052] 8.1测定器甲烷部分应能在0.50%CH4~2.50%CH4范围内任意设定报警点（出厂默认 设在1.00%CH4处），报警显示值与设定值的差值不超过±0.05%CH4;测定器一氧化碳部分在 测量范围内任意设置报警点（出厂默认设在24 X 1(T6 C0处）;报警显示值与设定值的差值不 超过±1X10-6 C0;
[0053] 8.2测定器报警声级强度在距其lm远处，应不小于75dB(A);红色光信号在黑暗处 的能见度应不小于20m远；
[0054] 9、电池工作时间
[0055] 测定器电池正常充电后，其甲烷、一氧化碳部分工作时间应不小于10h，正常工作 时间内，测定器不应出现欠压关机；
[0056] 10、充电时间：一次充电时间不少于8h;
[0057] 11、上电自动运行，先进行传感器预热(催化元件10秒，一氧化碳40秒），预热完成 后，进入实时检测状态。测定器以5秒的间隔在甲烷、一氧化碳之间自动切换；
[0058] 12、测定器催化传感器没有连接或者失效后，显示一0.00读值提示；
[0059] 13、测定器具有485通信、200 - 1000Hz频率输出功能；
[0060] 14、测定器可采用外部18V本安电源供电。并对测定器电池小电流充电。当接入外 部18V本安电源后，自动切断电池供电，采用18V供电。外部18V本安电源断开后，自动切换到 电池供电；
[0061] 15、当检测到外界环境中CH4浓度连续5秒超过4.00%后，切断甲烷传感器的供电， 以保护催化传感器，进入甲烷传感器间歇供电模式，同时测定器读值锁定在4.00%，并闪动 显示方式;直至外界环境中CH 4浓度降低到4.00%以内后，退出间歇供电模式，进入实时检 测；
[0062] 16、通过菜单项，可校准测定器精度、调整报警点、调整时间和日期、修正200 - 1000Hz输出信号精度、修改485通信地址；
[0063]本悬挂式甲烷一氧化碳测定器在甲烷:0.50%~2.50%的范围内任意设定报警点， 报警显示值与设定值的差值不超过±0.05%，在一氧化碳：（0~1000) X 10-6C0的范围内任意 设定报警点，报警显示值与设定值的差值不超过± 1 X 10-6,在使用时先设定甲烷和一氧化 碳的报警点，进气口通过气嘴将环境中的空气吸入测定器中，甲烷传感器及一氧化碳传感 器检测空气中的甲烷及一氧化碳气体含量，将发出电压信号，温度补偿器进行数据补偿，电 压信号通过A/D转换器将其转换成数字信号，数字信号经放大过滤器放大，传送至电路主 板，经单片机进行数字处理，反馈数字信号至电路主板中，驱动显示器显示出被测甲烷及一 氧化碳体积百分比浓度数值，测定器以5秒的间隔在甲烷、一氧化碳之间自动切换，可实现 0.00~4.00%CH4和0~1000ΧΠΓ 6 C0的测量，并能显示正值或负值；当甲烷及一氧化碳浓 度达到报警值时，单片机立即输出控制信号，经电路主板控制报警器发出警报，声报警器、 光报警器、震动报警器同步发出蜂鸣、闪光和震动，同时数码管显示红色数字并发出闪光；
[0064] 本实用新型机壳上设有悬挂拉环，便于悬挂固定或携带，悬挂拉环可旋转连接，在 不使用时，旋转倒下悬挂拉环，检测器可置于皮套中，用细带佩戴携带;本实用新型具有功 能多、灵敏度高、稳定性高的特点，能实现大范围，长时间煤矿井下甲烷和一氧化碳气体的 测定与预警。
[0065] 以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以 权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1. 悬挂式甲烷一氧化碳测定器，包括机壳，其特征为，所述机壳包括机壳盖和机壳盒， 所述机壳盖和机壳盒配合使用，所述机壳盖与机壳盒之间设有密封垫，所述机壳盖表面自 上而下依次设有音窗、观察口、警示灯口和按键口；所述机壳盒顶部设有甲烷进气口、一氧 化碳进气口和悬挂拉环，所述悬挂拉环与机壳盒可旋转式连接，所述的甲烷进气口内设有 甲烷进气嘴，所述的一氧化碳进气口内设有一氧化碳进气嘴，所述机壳盒侧面设有应急灯 口、应急灯开关、电源充电口和外部电源连接口；所述机壳盒内设有甲烷传感器、一氧化碳 传感器、A/D转换器、电路主板、电源、应急灯和应急灯电源，所述甲烷传感器与甲烷进气嘴 相连，所述甲烷传感器上设有甲烷温度补偿器，所述一氧化碳传感器与一氧化碳进气嘴相 连，所述一氧化碳传感器上设有一氧化碳温度补偿器，所述甲烷传感器与一氧化碳传感器 均连接有A/D转换器，所述A/D转换器连接有放大过滤器，所述放大过滤器与电路主板相连， 所述电路主板上设有报警器、显示板、按键、无线收发模块、数据存储芯片和单片机，所述报 警器包括声报警器、光报警器和震动报警器，所述声报警器设置于音窗处，所述光报警器设 置于警示灯口处，所述震动报警器为振动马达，置于机壳盒四角处，所述显示板设置于观察 口处，所述按键设置于按键口处，所述电源与电路主板连接，通过电路主板实现对甲烷传感 器、一氧化碳传感器、甲烷温度补偿器、一氧化碳温度补偿器、A/D转换器、放大过滤器、无线 收发模块、数据存储芯片、单片机、显示器、和报警器的电源供给，所述电源充电口与电源相 连，所述外部电源连接口与电路主板相连，所述应急灯设置于应急灯口处，所述应急灯分别 与应急灯电源和应急灯开关相连，所述应急灯电源与应急灯开关相连，所述电源与应急灯 电源相对独立，且均为本安电源。2. 如权利要求1所述的悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其特征为，所述机壳为304不锈钢 材质，所述机壳的长度为L，L=280mm，所述机壳的宽度为D，D=160mm，所述机壳的高度为Η，H= 53mm〇3. 如权利要求1所述的悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其特征为，所述甲烷传感器和一氧 化碳传感器均为载体催化元件，所述甲烷传感器的甲烷浓度测定范围为0.00~4.00% CH4,所述一氧化碳传感器的一氧化碳浓度测定范围为0~1000ΧΚΓ6 CO。4. 如权利要求1所述的悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其特征为，所述显示板包括型号显 示块，日期显示块、电量显示块、防爆标识显示块、数值显示块、气体名称显示块和时间显示 块，所述数值显示块显示四位数值，所述气体名称显示块显示百分比体积浓度的甲烷及一 氧化碳。5. 如权利要求1所述的悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其特征为，所述按键为按键式电子 薄膜开关，所述按键包括加键、减键、开关键和标校确认键，所述按键呈正方形分布。6. 如权利要求1所述的悬挂式甲烷一氧化碳测定器，其特征为，所述机壳外套合有皮 套，所述皮套上设有细带。
【文档编号】G01N33/00GK205607950SQ201520777814
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年10月9日
【发明人】袁立清
【申请人】扬中市南方矿用电器有限公司