一种煤矿井下环境参数检测及数传电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿井下环境安全监控技术领域，具体涉及一种煤矿井下环境参数检测及数传电路。
【背景技术】
[0002]中国是一个产煤大国，在未来相当长的时间内，煤炭仍是主要能源结构。然而，我国煤矿大多数为井工开采，不安全因素很多，瓦斯煤尘和火灾等灾害事故频繁发生，灾害事故危害严重，伤害人员多，中断生产时间长，损毁井巷工程或生产设备。因此，如何加强矿灾防治工作，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运行，成为煤矿工作的重要任务。实践证明，快速、准确地对煤矿井下环境进行探测，对减少矿井火灾与瓦斯爆炸是非常重要的。煤矿井下环境探测是保障煤矿安全的必须基础，是煤矿灾害预防、治理和救灾决策的根本依据。但是，现有技术中井下型的环境探测设备是需要工作人员携带监测仪器下井，在井下采集数据并分析处理得到结果，地面的工作人员想要知道井下的环境状况，还需要井下工作人员返回地上后才能得知。一方面，工作人员需要携带环境探测设备下井才能探测井下环境，使用操作不方便，耗费人力物力高，而且，一旦发生灾害事故，井下工作人员很难逃离，安全性低；另一方面，监测的实时性差，难以实现监测数据从井下到井上的同步传送，且现有技术中环境探测设备的功能单一，要获得综合的环境信息，就需要携带多个环境探测设备，操作繁琐，煤矿井下环境探测效率低。另外，要保证煤矿井下环境参数探测的持续有效性，在无人在地监管的情况下，就要求监测设备能够持续可靠地工作，而监测设备要想持续可靠地工作，首先要保证其不间断供电，不会因为突然断电的事故影响其正常工作，现有技术还没有很好地解决这些问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其结构简单，设计合理，实现方便，使用操作便捷，工作稳定性和可靠性高，煤矿井下环境参数检测成本低，实用性强，使用效果好，推广应用价值高。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:包括数据收发器和为电路中各用电模块供电的不间断直流电源，以及与数据收发器相接的数据存储器和GPRS无线通信模块，所述数据收发器的输入端接有用于对煤矿井下环境中的甲烷气体浓度进行实时检测的甲烷气体传感器、用于对煤矿井下环境中的CO气体浓度进行实时检测的CO气体传感器、用于对煤矿井下环境中的02气体浓度进行实时检测的O2气体传感器和用于对煤矿井下环境中的CO2气体浓度进行实时检测的CO2气体传感器，所述数据收发器的输出端接有液晶显示屏；所述不间断直流电源包括充电电池和用于将220V交流电转换为+5V直流电的5V电源适配器，以及用于选择220V交流电供电或充电电池供电的电源切换电路，所述5V电源适配器的输出端和充电电池的输出端均与电源切换电路相接，所述5V电源适配器的输出端接有与充电电池相接的电池充电电路，所述充电电池的输出端接有电池电压检测电路，所述电源切换电路的输出端接有电源指示灯电路，所述电池电压检测电路的输出端与数据收发器的输入端相接，所述电池充电电路与数据收发器的输出端相接，所述数据收发器的输出端还接有电池电量低指示灯电路；所述数据存储器、GPRS无线通信模块、甲烷气体传感器、CO气体传感器、O2气体传感器、CO2气体传感器、液晶显示屏和电池电量低指示灯电路均与电源切换电路的输出端相接。
[0005]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述数据收发器为单片机 C8051F040。
[0006]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述数据存储器为SD卡数据存储器。
[0007]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述GPRS无线通信模块为华为EM310无线通信模块。
[0008]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述甲烷气体传感器为半导体甲烷气体传感器MQ-4，所述CO气体传感器为英国CiTiceL公司生产的型号为4CM的CO气体传感器，所述O2气体传感器为英国CiTiceL公司生产的型号为40XV的O 2气体传感器，所述CO2气体传感器为MG811型CO 2气体传感器。
[0009]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述液晶显示屏为12864液晶显示屏。
[0010]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述充电电池为锂电池BTl，所述电源切换电路包括PMOS管Ql、整流二极管Dl和快恢复二极管D2，所述PMOS管Ql的栅极和整流二极管Dl的阳极均与5V电源适配器的+5V电压输出端相接，所述PMOS管Ql的漏极和快恢复二极管D2的阳极均与锂电池BTl的正极相接，所述PMOS管Ql的源极和快恢复二极管D2的阴极均与整流二极管Dl的阴极相接且为电源切换电路的输出端；所述电池充电电路包括三极管Q2、三极管Q3、整流二极管D3和电阻R1，所述电阻Rl的一端为电池充电电路的输入端且与数据收发器的输出端相接，所述三极管Q3的基极与电阻Rl的另一端相接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q2的基极通过电阻R2与三极管Q3的集电极相接，所述三极管Q2的发射极与5V电源适配器的+5V电压输出端相接，所述三极管Q2的集电极与整流二极管D3的阳极相接，所述整流二极管D3的阴极通过电阻R3与锂电池BTl的正极相接。
[0011]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述电池电压检测电路由串联的电阻R4和电阻R5组成，所述电阻R4和电阻R5串联后的一端与锂电池BTl的正极相接，另一端接地，所述电阻R4和电阻R5的连接端为电池电压检测电路的输出端。
[0012]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述电源指示灯电路由发光二极管D5和电阻R7组成，所述发光二极管D5的阳极通过电阻R7与电源切换电路的输出端相接，所述发光二极管D5的阴极接地。
[0013]上述的一种煤矿井下环境参数检测及数传电路，其特征在于:所述电池电量低指示灯电路包括发光二极管D4、三极管Q4和电阻R6，所述电阻R6的一端为电池电量低指示灯电路的输入端且与数据收发器的输出端相接，所述三极管Q4的基极与电阻R6的另一端相接，所述三极管Q4的集电极通过电阻R8与发光二极管D4的阴极相接，所述发光二极管D4的阳极与电源切换电路的输出端相接，所述三极管Q4的发射极接地。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、本实用新型采用了集成化、模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。
[0016]2、本实用新型的数据传输采用GPRS无线通信的方式，在前期调试以及后期使用时，均无需进行复杂的连线，且数据传输方便、稳定、可靠，数据传输速度快，使用方便。
[0017]3、本实用新型能够同时对甲烷气体、CO气体、O2气体和CO2气体浓度进行采集，无需再使用单独的甲烷气体监测设备、CO气体监测设备、02气体监测设备和CO2气体监测设备，使用操作方便，且能够降低气体监测成本。
[0018]4、本实用新型能够在煤矿井下全天24小时连续工作，不间断直流电源的设计合理，能够在220V交流电突然断掉时的不间断供电，不会因为突然断电的事故影响本实用新型的正常工作，使得本实用新型的工作稳定性和可靠性高。
[0019]5、本实用新型的实用性强，使用效果好，推广应用价值高。
[0020]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，使用操作便捷，工作稳定性和可靠性高，煤矿