一种矿井塌方报警系统的制作方法

本实用新型涉及矿井建设技术领域，更具体地说，涉及一种矿井塌方报警系统。

背景技术：

矿井建设是一项以矿建为主，矿建、土建及机电安装三大工程综合的施工工程，工程量大，技术复杂，工期长，所需设备多，消耗材料量大。因此必须认真进行组织并加强管理，以确保工程建设质量和工期目标的实现，矿井作业属于长时间的地下作业，是多工种，多工序的联合作业，作业范围狭窄，环境恶劣，作业受地质情况变动影响较大，极易发生事故灾害。塌方是其中的一种十分严重的灾难事故，不仅延误生产，也严重威胁着工人的生命安全，造成的社会影响极为恶劣。

现在市场上能够实现矿井塌方报警功能的产品少之甚少，工人一般都是基于自身的施工工作经验来判别矿井是否存在塌方隐患。单纯的依靠经验一来不够准确，准确率较差；二来不能够及时的预警，收效甚微，不能够有效预防矿井塌方事故的发生。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种矿井塌方报警系统，它可以实现提供一种电子测量电路，对矿井内壁位移和矿井内空气湿度进行监测，综合多种因素对矿井内环境变化进行判断，便于及时准确地对矿井内的情况变化进行监测，并及早预警，为井下工作人员逃生预留更长的时间。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种矿井塌方报警系统，包括检测模块、主控模块和预警模块，所述检测模块与主控模块电性连接，所述主控模块和预警模块电性连接，所述检测模块包括位移传感器和空气湿度传感器，所述位移传感器和空气湿度传感器分别与主控模块电性连接，所述预警模块包括报警单元和显示单元，所述报警单元和显示单元均与主控模块电性连接，可以实现提供一种电子测量电路，对矿井内壁位移和矿井内空气湿度进行监测，综合多种因素对矿井内环境变化进行判断，便于及时准确地对矿井内的情况变化进行监测，并及早预警，为井下工作人员逃生预留更长的时间。

进一步的，所述检测模块内还包括形变检测传感器，所述形变检测传感器与主控模块电性连接，所述形变检测传感器远离主控模块一端卡接入矿井内壁缝隙处，所述形变检测传感器选用的是cug30j形变检测传感器，便于根据矿井内壁缝隙的变化量对矿井塌方情况进行及早预警。

进一步的，所述检测模块和主控模块之间设有信号判定模块，所述信号判定模块分别与检测模块和主控模块电性连接，所述信号判定模块内设有与门信号判定单元，所述与门信号判定单元选用的74ls11三输入与门电路芯片，通过在检测模块和主控模块之间增设的信号判定模块，便于将检测模块检测到的矿井塌方进行综合判定，减少误触发报警的情况发生。

进一步的，所述位移传感器选用的是gs1501超声波位移传感器，所述空气湿度传感器选用的是dht11数字温湿度传感器，通过选用gs1501超声波位移传感器和dht11数字温湿度传感器对矿井内的位移变化信号和空气湿度信号转化为电信号传输至主控模块内，便于准确对矿井内塌方情况进行预警。

进一步的，所述主控模块选用的是stc89c51单片机作为主控制器，所述显示单元选用的是lcd1602字符型液晶显示器，通过选用lcd1602字符型液晶显示器，便于实时显示矿井内空气湿度情况和位移变化量，便于矿下工作人员对矿井内工作环境进行实时了解。

进一步的，所述报警单元包括电阻、三极管和蜂鸣器，所述电阻、三极管与蜂鸣器依次串联，所述三极管远离电阻和蜂鸣器一端电性连接有正五伏电源，通过报警单元内的蜂鸣器，便于在报警信号触发报警单元号，发出预警信息，使矿井内工作人员尽快逃离。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本方案可以实现提供一种电子测量电路，对矿井内壁位移和矿井内空气湿度进行监测，综合多种因素对矿井内环境变化进行判断，便于及时准确地对矿井内的情况变化进行监测，并及早预警，为井下工作人员逃生预留更长的时间。

(2)检测模块内还包括形变检测传感器，形变检测传感器与主控模块电性连接，形变检测传感器远离主控模块一端卡接入矿井内壁缝隙处，形变检测传感器选用的是cug30j形变检测传感器，便于根据矿井内壁缝隙的变化量对矿井塌方情况进行及早预警。

(3)检测模块和主控模块之间设有信号判定模块，信号判定模块分别与检测模块和主控模块电性连接，信号判定模块内设有与门信号判定单元，与门信号判定单元选用的74ls11三输入与门电路芯片，通过在检测模块和主控模块之间增设的信号判定模块，便于将检测模块检测到的矿井塌方进行综合判定，减少误触发报警的情况发生。

(4)位移传感器选用的是gs1501超声波位移传感器，空气湿度传感器选用的是dht11数字温湿度传感器，通过选用gs1501超声波位移传感器和dht11数字温湿度传感器对矿井内的位移变化信号和空气湿度信号转化为电信号传输至主控模块内，便于准确对矿井内塌方情况进行预警。

(5)主控模块选用的是stc89c51单片机作为主控制器，显示单元选用的是lcd1602字符型液晶显示器，通过选用lcd1602字符型液晶显示器，便于实时显示矿井内空气湿度情况和位移变化量，便于矿下工作人员对矿井内工作环境进行实时了解。

(6)报警单元包括电阻、三极管和蜂鸣器，电阻、三极管与蜂鸣器依次串联，三极管远离电阻和蜂鸣器一端电性连接有正五伏电源，通过报警单元内的蜂鸣器，便于在报警信号触发报警单元号，发出预警信息，使矿井内工作人员尽快逃离。

附图说明

图1为本实用新型的硬件结构框图；

图2为本实用新型gs1501超声波位移传感器接线示意图；

图3为本实用新型dht11数字温湿度传感器线示意图；

图4为本实用新型报警模块接线示意图。

图中标号说明：

1检测模块、2主控模块、3预警模块、4位移传感器、5空气湿度传感器、6形变检测传感器、7报警单元、8显示单元、9信号判定模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种矿井塌方报警系统，包括检测模块1、主控模块2和预警模块3，检测模块1与主控模块2电性连接，主控模块2和预警模块3电性连接，检测模块1包括位移传感器4和空气湿度传感器5，位移传感器4和空气湿度传感器5分别与主控模块2电性连接，预警模块3包括报警单元7和显示单元8，报警单元7和显示单元8均与主控模块2电性连接，可以实现提供一种电子测量电路，对矿井内壁位移和矿井内空气湿度进行监测，综合多种因素对矿井内环境变化进行判断，便于及时准确地对矿井内的情况变化进行监测，并及早预警，为井下工作人员逃生预留更长的时间。

检测模块1内还包括形变检测传感器6，形变检测传感器6与主控模块2电性连接，形变检测传感器6远离主控模块2一端卡接入矿井内壁缝隙处，形变检测传感器6选用的是cug30j形变检测传感器，便于根据矿井内壁缝隙的变化量对矿井塌方情况进行及早预警。

检测模块1和主控模块2之间设有信号判定模块9，信号判定模块9分别与检测模块1和主控模块2电性连接，信号判定模块9内设有与门信号判定单元，与门信号判定单元选用的74ls11三输入与门电路芯片，通过在检测模块1和主控模块2之间增设的信号判定模块9，便于将检测模块1检测到的矿井塌方进行综合判定，减少误触发报警的情况发生。

位移传感器4选用的是gs1501超声波位移传感器，采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，具有测量准确，无接触，防水，防腐蚀，低成本等优点，在不易检测到回波的情况下有稳定的输出，空气湿度传感器5选用的是dht11数字温湿度传感器，通过选用gs1501超声波位移传感器和dht11数字温湿度传感器对矿井内的位移变化信号和空气湿度信号转化为电信号传输至主控模块2内，便于准确对矿井内塌方情况进行预警。

主控模块2选用的是stc89c51单片机作为主控制器，显示单元8选用的是lcd1602字符型液晶显示器，通过选用lcd1602字符型液晶显示器，便于实时显示矿井内空气湿度情况和位移变化量，便于矿下工作人员对矿井内工作环境进行实时了解。

报警单元7包括电阻、三极管和蜂鸣器，电阻、三极管与蜂鸣器依次串联，三极管远离电阻和蜂鸣器一端电性连接有正五伏电源，通过报警单元7内的蜂鸣器，便于在报警信号触发报警单元7号，发出预警信息，使矿井内工作人员尽快逃离。

在使用过程中，本实用新型通过位移传感器4对矿井内支撑梁、柱的变形情况进行实时监测，使用空气湿度传感器5对矿井内的空气湿度变化进行监测，使用形变检测传感器6对矿井内壁的变形情况进行监测，并将监测信号转换为电信号传输至主控模块2内，经由主控模块2传输至显示单元8内后进行实时数据展示，便于矿下工作人员对矿井内工作环境进行及时了解，当位移传感器4、空气湿度传感器5、形变检测传感器6检测到的矿井内情况出现异常后，将信号传输至信号判定模块9内，并经由技术人员提前编入逻辑语言的信号判定模块9进行信号判定，若触发信号条件大于等于两条，则判定为“异常”，将预警信号传输至主控模块2内，并经由主控模块2传输至报警单元7内，通过报警单元7发出预警信息，提示矿井内工作人员尽快逃离。

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，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。