一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的制作方法

本发明属于煤巷综掘工作面采掘机械技术领域，具体地涉及一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统。

背景技术：

随着煤巷工作面采掘机械化程度的不断提高，大量的煤矿粉尘产生。这些煤尘使井下工作环境恶化，能见度变差，并严重危害了矿工的健康。由于煤矿粉尘自身的理化特性，容易引发火灾、爆炸等危险性事故的发生，还会降低设备的使用寿命，成为煤矿安全生产的重大隐患。因此，在工作面巷道配备自动喷雾除尘系统，有效地降低煤矿粉尘浓度，对于改善矿工的工作环境，保障煤矿工人身体健康，确保煤矿安全生产具有重要意义。

技术实现要素：

本发明就是针对煤巷工作面粉尘治理的问题，弥补现有技术的不足，提供一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统；本发明实现喷雾过程自动控制，高压喷雾装置有效地降低了工作面粉尘浓度，提高了除尘效率，改善了矿工工作环境。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统，包括高压喷雾装置、煤尘浓度检测装置、本安电源、红外检测电路和电磁阀控制电路；其结构要点是：所述高压喷雾装置包括供水阀、水质过滤器、增压泵、电磁阀、供水管路、喷嘴，所述供水阀、水质过滤器、增压泵、电磁阀、喷嘴通过供水管路依次连接；所述煤尘浓度检测装置包括稳压电源、光源稳压电路、电机驱动电路，高压发生电路、光电流积分电路、单片机、光电子倍增管、转换电路、显示电路、脉冲输出电路，所述本安电源的输出与稳压电源、光源稳压电路、电机驱动电路相连，稳压电源的输出端连接高压发生电路，所述高压发生电路的输出端连接光电子倍增管和光电流积分电路，光电子倍增管再与光电流积分电路相连，所述光电流积分电路的信号输出端与单片机的信号输入端相连，单片机的信号输出端与转换电路、显示电路相连；所述红外检测电路由红外传感信号处理器芯片和红外传感信号处理器芯片外围连接的电阻、电容电路组成；所述电磁阀控制电路与高压喷雾装置中的电磁阀相连，所述电磁阀控制电路包括单片机、与单片机相连的固态继电器，所述固态继电器由输入电路、光电耦合器、过零触发电路和触发电路组成。

作为本发明的一种优选方案，所述红外传感信号处理器芯片采用BISS001。

作为本发明的另一种优选方案，所述固态继电器采用欧姆龙G3NA-210B固态继电器SSR。

作为本发明的另一种优选方案，所述单片机采用PIC16F877，所述单片机的12端口与固态继电器的输入电路相连。

本发明的有益效果是。

本发明提供了一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统，其结构简单，可靠性高，采用自动喷雾控制，能够根据煤矿粉尘浓度自动打开和关闭喷雾装置，有效地节约了用水量，避免煤质水分超标；采用高压喷雾除尘，由于雾化程度高，有效地降低了工作面的煤尘浓度，提高了除尘效率，改善了矿工的作业环境，保障了矿井作业安全。

本发明采用粉尘传感器及时监测工作面煤矿粉尘浓度，设置上限、下限两个动作阈值；采用PIC16F877处理器控制电磁阀打开和关断高压供水管路喷雾装置，并可通过热释电红外传感器检测人体信号，在矿工通过喷雾区域时暂时停止喷雾。本发明实现了喷雾过程自动控制，高压喷雾装置有效地降低了工作面粉尘浓度，提高了除尘效率，改善了矿工工作环境。

附图说明

图1 是本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的高压喷雾装置组成示意图。

图2是本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的煤尘浓度检测装置的原理框图。

图3是本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的红外检测电路图。

图4是本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的电磁阀控制电路图。

图5是本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的扫描监控流程图。

图中标记：1为供水阀、2为水质过滤器、3为增压泵、4为电磁阀、5为供水管路、6为喷嘴。

具体实施方式

结合图1、2、3和4所示，本发明包括高压喷雾装置、煤尘浓度检测装置、本安电源、红外检测电路和电磁阀控制电路；其结构要点是：所述高压喷雾装置包括供水阀1、水质过滤器2、增压泵3、电磁阀4、供水管路5、喷嘴6，所述供水阀1、水质过滤器2、增压泵3、电磁阀4、喷嘴6通过供水管路5依次连接；所述煤尘浓度检测装置包括稳压电源、光源稳压电路、电机驱动电路，高压发生电路、光电流积分电路、单片机、光电子倍增管、转换电路、显示电路、脉冲输出电路，所述本安电源的输出与稳压电源、光源稳压电路、电机驱动电路相连，稳压电源的输出端连接高压发生电路，所述高压发生电路的输出端连接光电子倍增管和光电流积分电路，光电子倍增管再与光电流积分电路相连，所述光电流积分电路的信号输出端与单片机的信号输入端相连，单片机的信号输出端与转换电路、显示电路相连；所述红外检测电路由红外传感信号处理器芯片和红外传感信号处理器芯片外围连接的电阻、电容电路组成；所述电磁阀控制电路与高压喷雾装置中的电磁阀相连，所述电磁阀控制电路包括单片机、与单片机相连的固态继电器，所述固态继电器由输入电路、光电耦合器、过零触发电路和触发电路组成。

所述红外传感信号处理器芯片采用BISS001；所述固态继电器采用欧姆龙G3NA-210B固态继电器SSR；所述单片机采用PIC16F877，所述单片机的12端口与固态继电器的输入电路相连。PIC16F877具有高速、低功耗的特点，20MHz外部时钟，片内有8K×14字Flash程序存储器，256BE2PROM数据存储器；片内有10位多通道A/D转换器和3个定时器，2个捕捉器、比较器、PWM模块，9位USART和内部看门狗。煤矿井下控制环境恶劣，固态继电器按3/4电流值选取，在留有足够的电压、电流裕量的条件下，尽量避免过大的冲击电流和过电压损坏元器件。电磁阀由欧姆龙G3NA-210B固态继电器SSR控制，参见图４所示。固态继电器是无触点继电器，由输入电路、光电耦合器、驱动电路和缓冲电路构成，具有高速、高频率开关、电磁干扰小、灵敏度高及寿命长等特点。为避免系统频繁动作，系统设置煤尘浓度上限和下限。通过粉尘浓度检测装置及时检测工作面煤尘浓度，当浓度超过设置上限值时，处理器驱动固态继电器，打开电磁阀，喷雾装置工作；当煤尘浓度降低并低于设置下限值，关断电磁阀，停止喷雾。

如图 5所示，为本发明一种煤巷用喷雾除尘自动控制系统的扫描监控流程图。本发明采用模块化软件结构，现场人员监控采用中断的方式；其中，流程图包括开始、上电自检模块、查询各分支点模块、粉尘浓度与上限值比较模块、喷雾处理模块、断开电磁阀，首先见过上电自检，然后判断系统是否正常，如果正常继续进行查询各分支点，和对粉尘浓度与上限值的比较；若比较结果是粉尘浓度大于上限值，则进行喷雾处理；相反，若是粉尘浓度小于上限值，则返回继续进行查询各分支点，或者进行断开电磁阀。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。