一种煤矿用瓦斯浓度监测系统的制作方法

文档序号:13620204阅读:178来源:国知局

本发明涉及煤矿用瓦斯监测技术领域,具体涉及一种煤矿用瓦斯浓度监测系统。



背景技术:

矿井瓦斯是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。它混合到空气中,既看不见,又摸不到,闻不出,但和空气混合到一定浓度时,遇到火能够发生燃烧或爆炸。矿井瓦斯灾害是煤矿中的重大自然灾害之一。它不仅影响矿井的正常生产,还威胁到井下人员的生命安全。瓦斯的监测主要依靠各种仪器,实时的监测瓦斯浓度,以便及时采取措施。但现有的瓦斯浓度监测系统,往往监测力度不够,反应不灵敏,检测数据不准确,并且瓦斯浓度过低时,往往检测不出。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种检测准确、反应灵敏的煤矿用瓦斯浓度监测系统。

为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,包括瓦斯浓度传感器、单端转差分模块、一级程控放大模块、程控低通滤波模块、二级放大模块、a/d转换模块、中央处理器、显示模块、报警模块和电源模块,所述瓦斯浓度传感器的输出端与单端转差分模块的输入端连接,所述单端转差分模块用于实现单端向差分转换,所述单端转差分模块的输出端与一级程控放大模块的输入端连接,所述一级程控放大模块的输出端与程控低通滤波模块的输入端连接,所述程控低通滤波模块的输出端与二级放大模块的输入端连接,所述二级放大模块的输出端与a/d转换模块的输入端连接,所述a/d转换模块的输出端与中央处理器的输入端连接,所述中央处理器的控制信号输出端分别与一级程控放大模块的控制信号输入端和程控低通滤波模块的控制信号输入端连接,所述显示模块和报警模块分别与中央处理器连接,所述电源模块为系统提供电源。

如上所述的一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,进一步说明为,还包括gprs模块和sim卡,所述gprs模块与中央处理器连接,所述sim卡与gprs模块连接。

如上所述的一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,进一步说明为,还包括串行接口模块,所述串行接口模块与中央处理器连接。

如上所述的一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,进一步说明为,所述报警模块为声光报警器。

本发明的有益效果是:通过单端转差分模块将单端输入转化为差分输出,有利于抑制干扰,提高信号的质量和信噪比,从而使瓦斯浓度检测更加准确,通过一级程控放大模块实现信号放大倍数可调,以便扩大信号输入范围,提高系统的通用性,程控低通滤波模块对信号中的高频噪声进行抑制,提高信号的信噪比,便于后端还原信号,通过二级放大模块能够提高整个系统的增益,满足a/d转换模块输入需要,使得系统能够处理幅值很低的信号输入,从而提高系统灵敏度。通过报警模块能及时发出警报,从而实时保证工作人员的人身安全,通过gprs模块能及时将信息发送至手机终端,从而使后方人员得知现场情况,作出相应措施。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本发明提供的一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,包括瓦斯浓度传感器、单端转差分模块、一级程控放大模块、程控低通滤波模块、二级放大模块、a/d转换模块、中央处理器、显示模块、报警模块和电源模块。

所述瓦斯浓度传感器用于检测煤矿内的瓦斯浓度,所述瓦斯浓度传感器的输出端与单端转差分模块的输入端连接,所述单端转差分模块用于实现单端向差分转换,通过单端转差分模块将单端输入转化为差分输出,有利于抑制干扰,提高信号的质量和信噪比,从而使瓦斯浓度检测更加准确。所述单端转差分模块为现有技术,这里不做具体阐述,例如该模块可以由ad8138芯片及外围电路组成。

所述单端转差分模块的输出端与一级程控放大模块的输入端连接,即一级程控放大模块将单端转差分模块输入的信号进行一级放大,通过一级程控放大模块实现信号放大倍数可调,以便扩大信号输入范围,提高系统的通用性,所述一级程控放大模块可以选用pga204和外围电路组成,还可以选用芯片,这里不做限定。

所述一级程控放大模块的输出端与程控低通滤波模块的输入端连接,程控低通滤波模块将一级程控放大模块传输过来的信号进行滤波降噪,对信号中的高频噪声进行抑制,提高信号的信噪比,便于后端还原信号。所述程控低通滤波模块为现有技术,这里不做详细阐述,例如可以选用max7400及外围电路组成,也可以采用其他芯片组成。

所述程控低通滤波模块的输出端与二级放大模块的输入端连接,二级放大模块对程控低通滤波模块传输过来的信号进行二级放大,通过二级放大模块能够提高整个系统的增益,满足a/d转换模块输入需要,使得系统能够处理幅值很低的信号输入,从而提高系统灵敏度。

所述二级放大模块的输出端与a/d转换模块的输入端连接,所述a/d转换模块的输出端与中央处理器的输入端连接,即通过a/d转换模块进行数模转换后将模拟信号转换为数字信号传输给中央处理器,所述中央处理器的控制信号输出端分别与一级程控放大模块的控制信号输入端和程控低通滤波模块的控制信号输入端连接。

所述显示模块和报警模块分别与中央处理器连接,所述显示模块用以显示瓦斯浓度传感器传输过来的信息,即瓦斯浓度传感器将浓度信号依次通过单端转差分模块、一级程控放大模块、程控低通滤波模块、二级放大模块和a/d转换模块后传输到中央处理器中,所述中央处理器对信号进行处理后,通过显示模块将瓦斯浓度进行显示,从而方便随时查看。所述报警模块用于报警,当瓦斯浓度过高时,报警模块动作发出报警,作为优选,所述报警模块选用声光报警器,声光报警器发出的光照非常适合井下使用,声光报警器发出的声音也能够及时提醒井下操作人员。

所述电源模块为系统提供电源。电源模块中设有电压转化电路,从而将电源电压转化为多种电压供不同设备使用,使各个设备正常运行,所述电源模块为现有技术,这里不做具体阐述。

作为优选,本系统还包括gprs模块和sim卡,所述gprs模块与中央处理器连接,所述sim卡与gprs模块连接,即中央处理器通过gprs模块将瓦斯浓度信息传输至sim卡上,从而发送至手机终端,使后方人员得知现场情况,作出相应措施。还可以设有串行接口模块,所述串行接口模块与中央处理器连接。

本发明并不限于上述实例,在本发明的权利要求书所限定的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。



技术特征:

技术总结
本发明具体涉及一种煤矿用瓦斯浓度监测系统,包括瓦斯浓度传感器、单端转差分模块、一级程控放大模块、程控低通滤波模块、二级放大模块、A/D转换模块、中央处理器、显示模块、报警模块和电源模块。通过单端转差分模块将单端输入转化为差分输出,有利于抑制干扰,提高信号的质量和信噪比,使瓦斯浓度检测更加准确,通过一级程控放大模块实现信号放大倍数可调,以便扩大信号输入范围,提高系统的通用性,程控低通滤波模块对信号中的高频噪声进行抑制,提高信号的信噪比,便于后端还原信号,通过二级放大模块能够提高整个系统的增益,满足A/D转换模块输入需要,使得系统能够处理幅值很低的信号输入,从而提高系统灵敏度。

技术研发人员:安泰
受保护的技术使用者:成都宇卓时代科技有限公司
技术研发日:2016.07.29
技术公布日:2018.02.06
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