一种矿用瓦斯抽采多参数测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种矿用瓦斯抽采多参数测量装置，包括外壳、提手组件、通风管、出线嘴、透明观察窗和电路装置；外壳包括前盖和壳体；提手组件安装在壳体上方；通风管安装在壳体内且两端伸出壳体；出线嘴安装在壳体左右两侧上部；透明观察窗安装在前盖上部；电路装置包括采集器、瓦斯变送器、风速变送器、压力传感器、温度传感器和红外遥控器；采集器包括电源模块、单片机处理模块、RS485模块、液晶显示模块、频率输出模块、开出量输出模块、I2C通信模块和红外接收模块。本实用新型安装拆卸使用方便、能够对煤矿采掘工作面的瓦斯、风速、表压、温度4个参数进行在线检测，适用性强，有利于煤矿安全生产。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及气体检测装置【技术领域】，具体涉及一种煤矿采掘工作面用的矿用 瓦斯抽采多参数检测装置。 一种矿用瓦斯抽采多参数测量装置
【背景技术】
[0002] 目前，煤矿管道瓦斯抽采系统在煤矿井下煤矿抽采总管中已经有所应用，但是，当 前对煤矿采掘工作面前端的瓦斯抽放支管路却仍无法进行检测。由于没有相应的设备或装 置对采掘工作面前端抽采支管中各种参数特别是瓦斯浓度进行实时有效的监测，因而不能 有效评估采掘工作面前端各支管抽采钻机是否工作在合适状态，无法为瓦斯抽采提供有效 技术指导并提高瓦斯抽采效率，严重情况下，甚至会引起安全事故。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是：克服现有技术的不足，提供一种体积较小、安装拆卸方便、 采集器与各种检测变送器组合从而便于使用和更换的矿用瓦斯抽采多参数测量装置。该 装置使用时能够实现在线、实时测量采掘工作面前端瓦斯抽放管路中的瓦斯浓度、流量、压 力、温度等参数并上传给煤矿现有的监控系统，克服现有技术中煤矿采掘工作面前端抽采 支管中瓦斯浓度无法实时有效监测的问题，提高煤矿安全生产水平。
[0004] 本实用新型的技术方案是：本实用新型的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其结构 特点是：包括外壳、通风管、出线嘴、透明观察窗和电路装置；
[0005] 上述的外壳包括前盖和壳体；前盖为方形板体件，前盖的中上部设有前后贯通的 观察窗安装孔；壳体为由上侧板、下侧板、左侧板、右侧板和后侧板一体连接、前端开口的方 形盒体件；壳体的左侧板和右侧板上分别设有1至2个左右向贯通的出线嘴安装孔；壳体 的左侧板和右侧板的下部分别各设有1个左右向贯通的圆形的通风管安装孔；前盖位于壳 体的开口端的前侧且与壳体可开闭地密封连接；
[0006] 通风管为圆形中空的管体件，通风管的左右两端分别穿出壳体的左侧板的通风管 安装孔和右侧板的通风管安装孔并密封固定安装在壳体上；通风管的左右两端的内壁上设 有连接用的内螺纹；通风管位于壳体内的上侧管壁上设有上下向贯通的变送器安装槽孔；
[0007] 出线嘴的数量与壳体的左侧板和右侧板上的出线嘴安装孔的数量相同，各出线嘴 密封固定安装在壳体的出线嘴安装孔处；透明观察窗密封固定安装在前盖的观察窗安装孔 上；
[0008] 电路装置包括采集器、瓦斯变送器、风速变送器、压力传感器、温度传感器和红外 遥控器；采集器包括电源模块、单片机处理模块、RS485模块、液晶显示模块、频率输出模 块、开出量输出模块、I2C通信模块和红外接收模块；液晶显示模块包括液晶显示屏；液晶 显示模块的液晶显示屏固定安装在透明观察窗的后端；
[0009] 上述的瓦斯变送器、风速变送器、压力传感器和温度传感器分别与I2C通信模块 双向信号电连接；单片机处理模块分别与I2C通信模块以及RS485模块双向信号电连接； 单片机处理模块与红外接收模块信号电连接；液晶显示模块、频率输出模块以及开出量输 出模块分别与单片机处理模块信号电连接；红外接收模块与红外遥控器无线红外信号通信 连接；电源模块设有第一电源输出端和第二电源输出端；电源模块的第一电源输出端为米 集器的单片机处理模块、RS485模块、液晶显示模块、频率输出模块、I2C通信模块和红外 接收模块提供工作电源；电源模块的第二电源输出端为瓦斯变送器、风速变送器、压力传感 器、温度传感器以及采集器的开出量输出模块提供工作电源。
[0010] 进一步的方案是：还包括提手组件；上述的提手组件包括连接板和提手；连接板 固定安装在上述的壳体的后侧板的上端并向上突出；提手与连接板的上部可活动连接。 [0011] 进一步的方案是：上述的外壳还包括绞链、卡销和卡销座；绞链、卡销和卡销座分 别各设有2个；上述的前盖的右侧分上下设有2个卡销安装孔；2个卡销密封固定安装在前 盖的2个卡销安装孔内；2个卡销座固定安装在壳体上且与2个卡销相配合；前盖通过2个 铰链与壳体的左侧板活动连接。
[0012] 进一步的方案还有：上述的米集器的电源模块的第一电源输出端输出的3. 3V直 流电；电源模块的第二电源输出端输出的5. 5V直流电。
[0013] 本实用新型具有积极的效果：（1)本实用新型的矿用瓦斯抽采多参数测量装置， 体积较小、安装拆卸方便、适用于煤矿采掘工作面前端抽采支管中安装使用，而且通过将信 号采集装置与检测变送器分立组合，从而在某一构件故障时便于更换。（2)本实用新型的矿 用瓦斯抽采多参数测量装置，设置有瓦斯、风速、表压、温度4个变送器，使用时能够对煤矿 采掘工作面前端抽采支管中的瓦斯浓度等多参数进行实时在线监测，从而弥补了现有技术 的不足，提高了煤矿瓦斯抽采监测的全面性和安全生产水平。（3)本实用新型的矿用瓦斯抽 采多参数测量装置，采用红外装置进行参数设置、液晶显示装置进行检测参数的实时显示， 现场使用方便，同时，具有RS485通信、频率输出，开出量输出等模块，可以方便地接入煤矿 现有的安全监控系统，适用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的外部结构示意图；
[0015] 图2为图1的左视图；
[0016] 图3为图1的右视图；
[0017] 图4为图1中的A-A向剖视图；
[0018] 图5为图1中去掉壳体的前盖后的结构示意图；
[0019] 图6为本实用新型打开壳体前盖后的立体结构示意图；
[0020] 图7为本实用新型的电路装置的结构框图。
[0021] 上述附图中的附图标记如下：
[0022] 外壳1，前盖11，壳体12,绞链13,卡销14,卡销座15，
[0023] 提手组件2,连接板21，提手22，
[0024] 通风管3，
[0025] 出线嘴4，
[0026] 透明观察窗5，
[0027] 电路装置6,采集器60,电源模块601，单片机处理模块602, RS485模块603,液晶 显示模块604,频率输出模块605,开出量输出模块606, I2C通信模块607,红外接收模块 608,瓦斯变送器61，风速变送器62,压力传感器63,温度传感器64,红外遥控器65。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0029] (实施例1)
[0030] 见图1至图6,本实施例的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，主要由外壳1、提手组件 2、通风管3、出线嘴4、透明观察窗5和电路装置6组成。
[0031] 外壳1的材质为不锈钢。外壳1主要由前盖11、壳体12、绞链13、卡销14和卡销 座15组成。前盖11为方形板体件，前盖11的中上部设有前后贯通的观察窗安装孔，前盖 11的右侧分上下设有2个卡销安装孔。壳体12为由上侧板、下侧板、左侧板、右侧板和后侧 板一体连接、前端开口的方形盒体件；壳体12的左侧板和右侧板的中上部分上下分别各设 有2个左右向贯通的出线嘴安装孔；壳体12的左侧板和右侧板的下部分别各设有1个左右 向贯通的圆形的通风管安装孔。绞链13设有2个，前盖11通过2个铰链13与壳体12的 左侧板活动连接且位于壳体12的开口端的前侧。卡销14和卡销座15分别各设有2个；2 个卡销14密封固定安装在前盖11的2个卡销安装孔内；2个卡销座15固定安装在壳体12 上且与2个卡销14相配合。关闭前盖时，2个卡销14与2个卡销座15卡接。
[0032] 提手组件2的材质为不锈钢。提手组件2由连接板21和提手22组成。连接板21 固定安装在壳体12的后侧板的上端并向上突出，提手22与连接板21的上部可活动连接。
[0033] 通风管3的材质为不锈钢。通风管3为圆形中空的管体件，通风管3的左右两端 分别穿出壳体12的左侧板的通风管安装孔和右侧板的通风管安装孔密封固定安装在壳体 12上；通风管3的左右两端的内壁上设有连接用的内螺纹，以便使用时与抽风管道连接安 装；通风管3位于壳体12内的上侧管壁上设有上下向贯通的变送器安装槽孔。
[0034] 出线嘴4本实施例中设有4个，该4个出线嘴4密封固定安装在壳体12的左侧板 的2个出线嘴安装孔和右侧板的2个出线嘴安装孔处。出线嘴4用于电路装置的信号线和 电源线的走线。
[0035] 透明观察窗5的材质为透明有机玻璃。透明观察窗5密封固定安装在前盖11的 观察窗安装孔上。
[0036] 参见图7,电路装置6主要由采集器60、瓦斯变送器61、风速变送器62、压力传感 器63、温度传感器64和红外遥控器65组成。采集器60主要由电源模块601、单片机处理 模块602、RS485模块603、液晶显示模块604、频率输出模块605、开出量输出模块606、I2C 通信模块607和红外接收模块608组成，液晶显示模块604包括液晶显示屏。风速变送器 62为皮托管式风速传感器。
[0037] 电路装置6固定安装在外壳1内，其中，瓦斯变送器61、风速变送器62的皮托管、 压力传感器63和温度传感器64均分别密封固定安装在通风管3的变送器安装槽孔处；液 晶显示模块604的液晶显示屏固定安装在透明观察窗5的后端。
[0038] 瓦斯变送器61、风速变送器62、压力传感器63和温度传感器64分别与I2C通信 模块607双向信号电连接；单片机处理模块602分别与I2C通信模块607以及RS485模块 603双向信号电连接；单片机处理模块602与红外接收模块608信号电连接；液晶显示模块 604、频率输出模块605以及开出量输出模块606分别与单片机处理模块602信号电连接； 红外接收模块608与红外遥控器65无线红外信号通信连接；电源模块601设有第一电源输 出端和第二电源输出端；电源模块601的第一电源输出端为米集器60的单片机处理模块 602、RS485模块603、液晶显示模块604、频率输出模块605、I2C通信模块607和红外接收 模块608提供工作电源；电源模块601的第二电源输出端为瓦斯变送器61、风速变送器62、 压力传感器63、温度传感器64以及米集器60的开出量输出模块606提供工作电源。
[0039] 本实施例的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其工作原理简述如下：
[0040] 米集器60的电源模块601负责将输入的本安电源（9~24. 5) V转换为第一电源输 出端输出的3. 3V直流电以及第二电源输出端输出的5. 5V直流电，为装置提供工作电源。
[0041] 瓦斯变送器61、风速变送器62、压力传感器63和温度传感器64分别检测当前的 瓦斯浓度、风速、压力、温度等参数，经I2C通信模块607传递给单片机处理模块602进行实 时处理；单片机处理模块602实时处理后的瓦斯浓度、风速、压力、温度4类参数通过液晶显 示模块604的液晶显示屏实时显示；RS485模块603用于和上位机或分站进行通信，并实时 上传测量信息，实现在线监测，其与上位机采用小系统协议，波特率为1200bps ;红外接收 模块608用于在实际使用过程中接收红外遥控器65发送的信号，定时对各种变送器进行标 校和相关参数设置，同时配合液晶显示模块604完成相应的人机交互功能；频率输出模块 605采用4路频率输出，每路频率传输一个参量，用于接入煤矿其它应用系统；开出量模块 设置4路输出，用于根据实际需要对相关设备进行超限断电功能；I2C通信模块607用于瓦 斯变送器61、风速变送器62、压力传感器63以及温度传感器64与单片机处理模块602之 间的通信，单片机处理模块602通过I2C通信模块607定时巡检所接的瓦斯变送器61、风速 变送器62、压力传感器63以及温度传感器64,瓦斯变送器61、风速变送器62、压力传感器 63以及温度传感器64收到巡检信息后自动回复数据，实现通信功能。
[〇〇42] 综上，本实施例的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，体积较小、安装拆卸方便、适用 于煤矿采掘工作面前端抽采支管中安装使用，而且通过将信号采集装置与检测变送器分立 组合，从而在某一构件故障时便于更换；设置有瓦斯、风量、表压、温度4个变送器，使用时 能够对煤矿采掘工作面前端抽采支管中的瓦斯浓度等多参数进行实时在线监测，从而弥补 了现有技术的不足，提高了煤矿瓦斯抽采监测的全面性和安全生产水平；采用红外装置进 行参数设置、液晶显示装置进行检测参数的实时显示，现场使用方便，同时，具有RS485通 信、频率输出，开出量输出等模块，可以方便地接入煤矿现有的安全监控系统，适用性强。 [〇〇43] 以上实施例是对本实用新型的【具体实施方式】的说明，而非对本实用新型的限制， 有关【技术领域】的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变 换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新 型的专利保护范围。
【权利要求】
1. 一种矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其特征在于：包括外壳（1)、通风管（3)、出线嘴 (4)、透明观察窗（5)和电路装置（6); 所述的外壳（1)包括前盖（11)和壳体（12);前盖（11)为方形板体件，前盖（11)的中上 部设有前后贯通的观察窗安装孔；壳体（12)为由上侧板、下侧板、左侧板、右侧板和后侧板 一体连接、前端开口的方形盒体件；壳体（12)的左侧板和右侧板上分别设有1至2个左右 向贯通的出线嘴安装孔；壳体（12)的左侧板和右侧板的下部分别各设有1个左右向贯通的 圆形的通风管安装孔；前盖（11)位于壳体（12)的开口端的前侧且与壳体（12)可开闭地密 封连接； 通风管（3)为圆形中空的管体件，通风管（3)的左右两端分别穿出壳体（12)的左侧板 的通风管安装孔和右侧板的通风管安装孔并密封固定安装在壳体（12)上；通风管（3)的左 右两端的内壁上设有连接用的内螺纹；通风管（3)位于壳体（12)内的上侧管壁上设有上下 向贯通的变送器安装槽孔； 出线嘴（4)的数量与壳体（12)的左侧板和右侧板上的出线嘴安装孔的数量相同，各出 线嘴（4)密封固定安装在壳体（12)的出线嘴安装孔处；透明观察窗（5)密封固定安装在前 盖（11)的观察窗安装孔上； 电路装置（6)包括采集器（60)、瓦斯变送器（61)、风速变送器（62)、压力传感器（63)、 温度传感器（64)和红外遥控器（65);采集器（60)包括电源模块（601)、单片机处理模 块（602)、RS485模块（603)、液晶显示模块（604)、频率输出模块（605)、开出量输出模块 (606)、I2C通信模块（607)和红外接收模块（608);液晶显示模块（604)包括液晶显示屏； 液晶显示模块（604)的液晶显示屏固定安装在透明观察窗（5)的后端； 所述的瓦斯变送器（61)、风速变送器（62)、压力传感器（63)和温度传感器（64)分别 与I2C通信模块（607)双向信号电连接；单片机处理模块（602)分别与I2C通信模块（607) 以及RS485模块（603)双向信号电连接；单片机处理模块（602)与红外接收模块（608)信 号电连接；液晶显不模块（604)、频率输出模块（605)以及开出量输出模块（606)分别与单 片机处理模块（602)信号电连接；红外接收模块（608)与红外遥控器（65)无线红外信号通 信连接；电源模块（601)设有第一电源输出端和第二电源输出端；电源模块（601)的第一电 源输出端为采集器（60)的单片机处理模块（602)、RS485模块（603)、液晶显示模块（604)、 频率输出模块（605)、I2C通信模块（607)和红外接收模块（608)提供工作电源；电源模块 (601)的第二电源输出端为瓦斯变送器（61)、风速变送器（62)、压力传感器（63)、温度传感 器（64 )以及采集器（60 )的开出量输出模块（606 )提供工作电源。
2. 根据权利要求1所述的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其特征在于：还包括提手组 件（2);所述的提手组件（2)包括连接板（21)和提手（22);连接板（21)固定安装在所述的 壳体（12)的后侧板的上端并向上突出；提手（22)与连接板（21)的上部可活动连接。
3. 根据权利要求1所述的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其特征在于：所述的外壳（1) 还包括绞链（13)、卡销（14)和卡销座（15);绞链（13)、卡销（14)和卡销座（15)分别各设 有2个；所述的前盖（11)的右侧分上下设有2个卡销安装孔；2个卡销（14)密封固定安装 在前盖（11)的2个卡销安装孔内；2个卡销座（15)固定安装在壳体（12)上且与2个卡销 (14)相配合；所述的前盖（11)通过2个铰链（13)与壳体（12)的左侧板活动连接。
4. 根据权利要求1所述的矿用瓦斯抽采多参数测量装置，其特征在于：所述的采集器 (60)的电源模块（601)的第一电源输出端输出的3. 3V直流电；电源模块（601)的第二电源 输出端输出的5. 5V直流电。
【文档编号】G01D21/02GK203881373SQ201420205552
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】王鸿建, 刘炎, 蒋泽, 蒋英杰, 张兴华, 郝叶军, 徐云龙, 张海庆, 陈向飞 申请人:天地（常州）自动化股份有限公司, 中煤科工集团常州研究院有限公司