一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法与流程

本发明涉及电力线通信，尤其涉及一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法。

背景技术：

1、随着社会的发展，人们对煤炭的需求越来越旺盛，煤炭根据煤层的不同，大致可以分为矿井开采和露天开采两类。煤炭企业是我国基础工业的重要组成部分，国民经济的发展需要煤炭工业的可持续发展。煤矿安全管理是一项重要的系统工程，煤炭开采过程中的安全管理就显得非常重要，是我们整个煤矿安全管理的重中之重。矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷。瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，国内外已有不少由于瓦斯爆炸造成人员伤亡和严重破坏生产的事例。因此，对矿井瓦斯的浓度检测、故障预警的需求越来越迫切。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测方法，解决了矿井开采过程中矿井内部瓦斯浓度检测、危险预警问题，从被动抢救变为主动检测，确保矿井内部人员生命财产安全和企业的长远发展。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种基于中压载波通信的矿井瓦斯检测装置及方法，包括中压通信模块主机、中压通信模块从机、隔离耦合器、传感器；

4、其中，中压通信模块从机包含发送、接收电路模块、瓦斯浓度检测器、主芯片mcu，电源模块、信号灯控制电路、存储器模块、调制解调模块、gprs模块；中压通信模块主机包含发送、接收电路模块、主芯片mcu、电源模块、信号灯控制电路、存储器模块、调制解调模块、gprs模块、sim卡电路。

5、具体步骤如下：

6、s1：中压通信模块从机的瓦斯浓度检测器模块通过传感器获取矿井中瓦斯浓度数据，并对数据进行处理分析；

7、s2：中压通信模块从机通过高压隔离耦合器将处理过后的数据耦合到10kv电力线上，并通过中压电力线传输到中压通信模块主机处；

8、s3：中压通信模块主机通过高压隔离耦合器接收到载波从通信单元发送的数据，并将数据转发至主站；

9、s4：主站对接收到的信息进行监控。

10、进一步地，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机电源模块分别为中压通信模块主机和中压通信模块从机的其他模块提供电源支持；

11、进一步地，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机发送、接收模块包含发送电路和接收电路：发送电路是将中压通信模块主机与中压通信模块从机的载波信号通过高压隔离耦合器耦合到中压电力线上；接收电路是通过隔离耦合器接收来自于中压电力线上的载波信号。

12、进一步地，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机的主芯片mcu进行数据接收、发送处理，通过发送、接收电路模块进行载波信号的传输；进行数据转发。

13、进一步地，所述中压通信模块主机的sim卡电路用于提供无线通信。

14、进一步地，所述信号灯控制电路根据检测到的瓦斯浓度，当矿井瓦斯浓度大于a时，触发报警机制，红灯亮。

15、进一步地，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机存储器模块存放历史数据和数据回溯。

16、进一步地，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机的调制解调模块用于将数据调制发送到隔离耦合器上以及将耦合器传输的数据进行解调。

17、进一步地，所述步骤s1中，中压通信模块从机的气体浓度处理分析模块对瓦斯浓度数据进行分析处理，在主芯片mcu内部设定瓦斯浓度报警阈值a，当矿井瓦斯浓度大于a时，触发报警机制，将超限瓦斯浓度上报至主芯片mcu。

18、进一步地，所述步骤s2中，中压通信模块从机的主芯片mcu通过发送、接收电路模块传输到隔离耦合器上，再通过10kv 电力线传输至中压通信模块主机的发送、接收电路模块，到达主芯片mcu处。

19、进一步地，所述步骤s3中，载波信号传输至中压通信模块主机，主机将接收的数据通过gprs模块传输到主站，实现无矿井内部无信号场景下瓦斯浓度实时检测。

20、本发明的有益技术效果：解决了矿井内部无信号场景下瓦斯浓度实时检测，将传感器收集到的瓦斯浓度数据，实现了实时检测上报，保障了人民群众生命财产安全。

技术特征：

1.一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，包括中压通信模块主机、中压通信模块从机、隔离耦合器、传感器；其中，中压通信模块从机包含发送、接收电路模块、瓦斯浓度检测器、主芯片mcu，电源模块、信号灯控制电路、存储器模块、调制解调模块、gprs模块；中压通信模块主机包含发送、接收电路模块、主芯片mcu、电源模块、信号灯控制电路、存储器模块、调制解调模块、gprs模块、sim卡电路；

2.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机电源模块分别为中压通信模块主机和中压通信模块从机的其他模块提供电源支持。

3.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机发送、接收模块包含发送电路和接收电路：发送电路是将中压通信模块主机与中压通信模块从机的载波信号通过高压隔离耦合器耦合到中压电力线上；接收电路是通过隔离耦合器接收来自于中压电力线上的载波信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机的主芯片mcu进行数据接收、发送处理，通过发送、接收电路模块进行载波信号的传输；进行数据转发。

5.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机的sim卡电路用于提供无线通信。

6.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述信号灯控制电路根据检测到的瓦斯浓度，当矿井瓦斯浓度大于a时，触发报警机制，红灯亮。

7.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机存储器模块存放历史数据和数据回溯。

8.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述中压通信模块主机与中压通信模块从机的调制解调模块用于将数据调制发送到隔离耦合器上以及将耦合器传输的数据进行解调。

9.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述步骤s1中，中压通信模块从机的气体浓度处理分析模块对瓦斯浓度数据进行分析处理，在主芯片mcu内部设定瓦斯浓度报警阈值a，当矿井瓦斯浓度大于a时，触发报警机制，将超限瓦斯浓度上报至主芯片mcu。

10.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述步骤s2中，中压通信模块从机的主芯片mcu通过发送、接收电路模块传输到隔离耦合器上，再通过10kv 电力线传输至中压通信模块主机的发送、接收电路模块，到达主芯片mcu处。

11.根据权利要求1所述的一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，其特征在于，所述步骤s3中，载波信号传输至中压通信模块主机，主机将接收的数据通过gprs模块传输到主站，实现无矿井内部无信号场景下瓦斯浓度实时检测。

技术总结
本发明涉及一种基于中压载波通信的矿井瓦斯浓度检测装置及方法，属于电力线通信技术领域，其技术方案包括：S1：中压通信模块从机的瓦斯浓度检测器模块通过传感器获取矿井中瓦斯浓度数据，并对数据进行处理分析；S2：中压通信模块从机通过高压隔离耦合器将处理过后的数据耦合到10KV电力线上，并通过中压电力线传输到中压通信模块主机处；S3：中压通信模块主机通过高压隔离耦合器接收到载波从通信单元发送的数据，并将数据转发至主站；S4：主站对接收到的信息进行监控。本发明解决了矿井开采过程中矿井内部瓦斯浓度检测、危险预警问题，从被动抢救变为主动检测，确保矿井内部人员生命财产安全和企业的长远发展。

技术研发人员：徐剑英,滕伟涛,闫庆鑫,郭怀林,刘文斌
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15