专利名称：一种便携式矿用安全监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井安全监测设备，更具体地，涉及一种便携式矿用安全监 测装置。
背景技术：
近年来，各种矿难事故频发，每年仍然有相当数量的矿工因此而失去生命，而缺乏 必要的安全防护是造成矿难事故的重要原因。现有的矿井安监设备，尤其是针对危险气体的井下报警设备已经得到较大的普 及，这种报警设备的工作原理基本上都是利用简单的气体传感器采集危险气体浓度信号， 并在浓度超标后报警。由于瓦斯爆炸是引发矿难事故的主要原因，因此现有的报警设备主 要针对瓦斯气体浓度(即甲烷浓度)进行传感监控和报警。传统的报警设备存在的缺陷主要包括检测对象单一，对于井下其它有害气体浓 度(例如一氧化碳、硫化氢等有毒气体浓度)以及与井下安全状况有关的其它环境参数 (例如井下温度等)缺乏必要的监控；功能过于简单，不具有无线数据传输能力，只具有检 测报警的功能，因而不能为安全防护和危险情况下的救援提供更多的支持。因此，现有的井 下报警设备在安全监测和突发情况处理中所能起到的作用极为有限。我国从事井下开采工作的矿工约有六百万人以上，安全生产问题事关重大。因此 迫切需要对结构功能简单、应用范围有限的现有井下报警设备进行改进，完善其功能，从而 及时发现矿难苗头，增强救援能力，维护矿工的生命安全。
实用新型内容本实用新型提供了一种便携式矿用安全监测装置，该装置能够对多种有毒有害气 体和井下温度进行传感监测，从而实现对井下环境的实时监测、分析、显示和报警；无线传 输采集到的监测数据，实现井上和井下的通信功能；并且进一步实现了人员定位功能。所述便携式矿用安全监测装置包括电源模块，将电池电压转换成便携式矿用安全监测装置所需要的电压；环境参数监测模块，其包括多个用于采集一定区域内的有害气体浓度和温度的传 感器。数据处理模块，与所述环境参数监测模块电连接并控制所述多个传感器进行采集，处 理传感器采集的数据，设置报警上下限，以及执行超限报警；无线通信模块，其与所述数据处理模块电连接并执行所述便携式矿用安全监测装 置与通信基站的无线通信，传输采集的数据。所述环境参数监测模块、数据处理模块和无线通信模块均与所述电源模块电连接。优选地，其中所述环境监测模块具有温度传感器模块、甲烷传感器模块、一氧化碳 传感器模块、硫化氢传感器模块以及调试测试模块。优选的，所述数据处理模块包括[0014]用于向矿工发出危险警报信号的报警模块；用于控制所述多个传感器进行采集、处理传感器采集的数据、以及控制所述报警 模块执行超限报警的微处理器；以及用于输入报警上下限的按键模块。所述报警模块与所述案件模块均与所述微处理器电连接。且所述微处理器与所述 环境监测中的各个模块电连接。优选地，所述数据处理模块还包括用于显示设置的报警上下限以及传感器采集的 温度和有害气体浓度数据的且与所述微处理器电连接的显示模块。优选的，所述无线通信模块包括以无线方式将传感器采集的数据发送给通信基站的无线数据传输模块；以及通过无线信号实现对井下人员的实时定位和位置跟踪的人员定位模块。
所述人员定位模块与所述无限数据传输模块均与所述微处理器电连接。本实用新型的便携式矿用安全监测装置能够实时监视和记录井下工作现场的多 种气体密度和环境参数，及时地发现有害气体浓度异常、温度升高等事故隐患并立即报警； 通过无线方式向井外发射监测数据，能够方便井上安全控制部门对井下环境的实时监测和 应急响应；可以提供人员定位功能，对紧急情况下的救援具有重要意义，能够有力地保障矿 工的生命安全。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明图1本发明实施例的便携式矿用安全监测装置的结构示意图。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目 的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细 的说明。图1是本发明实施例的便携式矿用安全监测装置的结构示意图。便携式矿用安全监测装置是一种能够同时对多种有害气体和井下环境参数进行 实时监测、利用无线技术发送监控数据、多功能、低成本、低耗电、便于携带的井下传感监测 装置。该装置由井下作业的矿工随身携带下井，这样该装置对井下环境参数的采样位置即 是矿工实际所处的位置，从而能够最大限度的反映矿工真实所处的井下环境。优选地，可以 将其设置在矿工下井必须佩戴的安全帽上，这样做的一个好处是可以利用安全帽的照明电 源为该模块供电，无需再为该模块单独设置电源。如图1所示，便携式矿用安全监测装置包括环境参数监测模块10、数据处理模块 20、无线通信模块30以及电源模块40。环境参数监测模块10、数据处理模块20、无线通信模块30均与电源模块40电连接。电源模块40，用于将供电电池的电压转换成便携式矿用安全监测装置所需要的 电压，从而为该装置的其它各个模块供电。环境参数监测模块10实时监测井下一定范围内的多种环境参数。其中，温度传感 器模块101传感采集温度数据，甲烷传感器模块102采集井下的甲烷气体浓度参数，一氧化
4碳传感器模块103传感采集一氧化碳气体浓度参数，硫化氢传感器模块104采集硫化氢气 体浓度参数。环境参数监测模块10还具有调试测试模块105，用于对以上的各个传感器模 块进行调试。环境参数监测模块10中的各模块均与微处理器201电连接，将采集到的环境 参数传递给微处理器进行处理。数据处理模块20控制所述多个传感器进行采集，处理传感器采集的数据，设置报 警上下限，以及执行超限报警。如图所示，数据处理模块20包括微处理器201，控制所述多个传感器进行采集、从各个传感器模块获得采集的各种 参数数据，并处理所述传感器采集的数据、以及控制所述报警模块202执行超限报警；报警 模块202与微处理器201电连接，在微处理器201的控制下，在某个传感器模块采集的数据 值超出预定的上下限，例如温度过高或过低、甲烷或一氧化碳气体浓度过高等情况下，通过 鸣笛或闪光等方式向矿工发出危险警报信号；按键模块203用于手动向微处理器201中输 入报警上下限数值。如图，所述数据处理模块20还包括显示模块204，用于显示通过按键模 块203设置的报警上下限数值，以及传感器采集获得的温度值和有害气体浓度数值，以便 矿工或者井下技术人员能够随时方便的获知井下工作条件的状况。无线通信模块30，执行所述便携式矿用安全监测装置与通信基站的无线通信，向 外发送传感器采集的数据，从而使本实用新型的便携式矿用安全监测装置除了简单的监测 报警的功能外，还增加了远程同步监测和人员定位功能，为井上指挥控制系统了解井下环 境，实施突发情况救援提供了极大的便利。无线通信模块30包括无线数据传输模块301， 以无线方式将微处理器201中处理过的信息发送给通信基站，再通过通信基站将数据发送 给井上的指挥控制中心；人员定位模块302，通过无线信号实现对便携式矿用安全监测装 置的定位，由于本装置可由矿工随身携带，从而实现对井下人员的实时定位和位置跟踪。可见，本实用新型的便携式矿用安全监测装置将多种危险气体传感、无线通信和 人员定位等功能集成为一体，可以以安全帽为载体，使用矿灯作为统一电源，从而具备物理 防护、多类气体探测报警、数据传输和实时监测、人员定位和管理等多种功能，充分体现了 井下设备自动化和智能化的发展趋势，能够有效地解决井下安全问题。以上所述，仅为发明的具体实施方式
。本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为 准。
权利要求一种便携式矿用安全监测装置，其特征在于，包括将电池电压转换成便携式矿用安全监测装置所需要的电压的电源模块；环境参数监测模块，其包括多个用于采集一定区域内的有害气体浓度和温度的传感器；数据处理模块，与所述环境参数监测模块电连接并控制所述多个传感器进行采集，处理传感器采集的数据，设置报警上下限，以及执行超限报警；无线通信模块，其与所述数据处理模块电连接并执行所述便携式矿用安全监测装置与通信基站的无线通信，传输采集的数据；所述环境参数监测模块、数据处理模块和无线通信模块均与所述电源模块电连接。
2.根据权利要求1所述的便携式矿用安全监测装置，其特征在于，所述环境监测模块 具有温度传感器模块、甲烷传感器模块、一氧化碳传感器模块、硫化氢传感器模块以及调试 测试模块。
3.根据权利要求2所述的便携式矿用安全监测装置，其特征在于，所述数据处理模块 包括用于向矿工发出危险警报信号的报警模块；用于控制所述多个传感器进行采集、处理传感器采集的数据、以及控制所述报警模块 执行超限报警的微处理器；以及用于输入报警上下限的按键模块。所述报警模块与所述案件模块均与所述微处理器电连接。且所述微处理器与所述环境 监测中的各个模块电连接。
4.根据权利要求3所述的便携式矿用安全监测装置，其特征在于，所述数据处理模块 还包括用于显示设置的报警上下限以及传感器采集的温度和有害气体浓度数据的且与所 述微处理器电连接的显示模块。
5.根据权利要求3所述的便携式矿用安全监测装置，其特征在于，所述无线通信模块 包括以无线方式将传感器采集的数据发送给通信基站的无线数据传输模块；以及 通过无线信号实现对井下人员的实时定位和位置跟踪人员定位模块。 所述人员定位模块与所述无限数据传输模块均与所述微处理器电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种便携式矿用安全监测装置，包括电源模块、环境参数监测模块、数据处理模块以及无线通信模块。本实用新型的便携式矿用安全监测装置能够对多种有毒有害气体和井下温度进行传感监测，从而实现对井下环境的实时监测、分析、显示和报警，能够无线传输采集到的监测数据，实现井上和井下的通信功能，并且进一步实现了人员定位功能，对井下各种危险环境实时监测和报警以及突发情况响应救援具有重要意义。
文档编号E21F11/00GK201753614SQ20102012916
公开日2011年3月2日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者朱靖 申请人:常熟市智胜信息技术有限公司