本实用新型属于矿用安全设备技术领域，特别涉及一种矿井粉尘监测与超限自动报警装置。
背景技术：
矿井下，在煤矿的开采过程中，由于机械与煤矿的接触导致大量的固体微粒游离与空气中，且能够长时间游离在空气中，这种能够长时间游离与空气中的固体微粒叫粉尘，粉尘中含有大量有害物质。
在矿井下作业的工作人员吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性、进行性纤维化为主的全身疾病，可在支气管壁上溶解而被吸收，由血液带到全身各部位，引起全身性中毒，因此，对矿井下粉尘的监测和处理尤为重要。
现有技术中有实时监测粉尘的装置，能够及时监测矿井下粉尘的浓度并超限发出报警提示，然而，由于粉尘的监测与工作人员的关联度不高，仍然导致在矿井下作业的工作人员的身体健康被粉尘所危害。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供了一种矿井粉尘监测与超限自动报警装置，该装置与矿灯设置在一起，能全程跟踪监测，且能根据粉尘浓度的实时值和累计值发出报警提示。所述技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种矿井粉尘监测与超限自动报警装置，该装置包括矿灯帽体和检测盒，所述矿灯帽体和检测盒之间连有电缆，所述矿灯帽体上设有矿灯和防护面具，所述防护面具可拆卸地设于矿灯帽体上其之间设有防护罩使用时间检测模块；所述检测盒内设有防爆电源模块、控制模块、灯头控制模块、报警模块、定位模块、按键输入模块、粉尘浓度采样模块、数据处理模块、显示模块和通信模块，所述矿灯与灯头控制模块通过电缆电连接，所述粉尘浓度采样模块与数据处理模块电连接，所述防护罩使用时间检测模块与控制模块和防爆电源模块通过电缆电连接，所述控制模块与防爆电源模块、灯头控制模块、报警模块、定位模块、按键输入模块、数据处理模块、显示模块和通信模块电连接，所述防爆电源模块与灯头控制模块、报警模块、定位模块、粉尘浓度采样模块、数据处理模块、显示模块和通信模块电连接。
其中，本实用新型实施例中的检测盒内还包括身份验证模块，所述身份验证模块与控制模块和防爆电源模块电连接。
其中，本实用新型实施例中的防爆电源模块可拆卸地设于检测盒内，且其上设于与电缆连接的接口。
其中，本实用新型实施例中的矿灯帽体上还设有安全系带，所述安全系带两端部对称的设置在矿灯帽体外壳侧部边沿上。
具体地，本实用新型实施例中的报警模块包括蜂鸣器和报警指示灯。
具体地，本实用新型实施例中的数据处理模块包括依次电连接的放大单元、滤波单元和模数转换单元，所述放大单元与粉尘浓度采样模块电连接，所述模数转换单元与控制模块电连接。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种矿井粉尘监测与超限自动报警装置，该装置具有如下优点：
1、该装置与矿灯设置在一起，只要用到矿灯就会对粉尘进行检测，避免矿工不想带粉尘检测装置，即能全程跟踪监测。
2、该系统可以根据人员的位置和相应位置的实时检测数据和人员在各区域的累计数据来控制除尘装置排风和除尘。同时，该系统会根据人员的移动统计其在各个区吸入的粉尘和有害气体的量，如果超过一临界值，发出报警提示（报警模块声光报警和/或矿灯闪烁）；或者检测人员所在位置的粉尘和有害气体的实时浓度，如果超过预定值，发出报警提示（报警模块声光报警和/或矿灯闪烁）。
3、实时或定时向上位机或中继站或基站上传各种数据，包括位置信息、粉尘浓度信息、电池电量和其他信息等，并接收各种信息，如各区域的粉尘浓度信息、各种通知、矿井故障信息等，如果前面待进入的区域的粉尘浓度可能超过预定值或累计超过预定值时，发出报警提示（报警模块声光报警和/或矿灯闪烁）。
4、矿灯可以根据粉尘的浓度自动调整亮度，以达到节能和最佳的照明效果。
5、可以检测防护面具的使用情况，通过粉尘浓度和使用时间对检测防护面具的使用寿命进行检测，在报废前发出报警提示。
6、通过对矿工身份进行验证，保证一人一灯，并保证对矿井下的人员实时跟踪，实现自动化管理。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的矿井粉尘监测与超限自动报警装置的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种矿井粉尘监测与超限自动报警装置，该装置包括矿灯帽体和检测盒，矿灯帽体戴在矿工的头上，检测盒背在矿工的腰上或背上（相当于以前的蓄电池，只是较大），矿灯帽体和检测盒之间连有电缆。其中，矿灯帽体上设有矿灯和防护面具，防护面具上设有过滤系统，其可拆卸地设于矿灯帽体上且防护面具与矿灯帽体之间设有防护罩使用时间检测模块用于检测防护面具的使用时间，具体地，防护罩使用时间检测模块具体可以是接触传感器，其设于防护面具与矿灯帽体连接的卡扣之间。其中，检测盒包括壳体和壳体内或其表面的防爆电源模块、控制模块、灯头控制模块、报警模块、定位模块、按键输入模块、粉尘浓度采样模块、数据处理模块、显示模块和通信模块等。其中，矿灯与灯头控制模块通过电缆电连接。其中，灯头控制模块用于控制矿灯的亮度、闪烁和开关等，具体可以为干簧管构成的控制电路；防爆电源模块包括蓄电池、电源转换单元（将电压转换为5v和3.3v）、防爆保护单元等；控制模块具体可以是单片机或微控制芯片等用于对整个装置进行控制；报警模块为声光报警模块；定位模块具体可以是GPG模块或位置识别器（矿道预定位置设有定位器）；按键输入模块具体由多个按键组成用于对整个装置进行控制；粉尘浓度采样模块用于检测空气中粉尘的浓度，可以是激光粉尘浓度检测结构，具体可以为GCG-1000检测模块；数据处理模块用于对粉尘浓度采样模块检测到的数据进行放大、滤波、模数转化等处理；显示模块用于显示各种信息；通信模块用于与上位机或中继站或基站进行通信，具体可以是sim卡。粉尘浓度采样模块与数据处理模块电连接，防护罩使用时间检测模块与控制模块和防爆电源模块通过电缆电连接，控制模块与防爆电源模块、灯头控制模块、报警模块、定位模块、按键输入模块、数据处理模块、显示模块和通信模块电连接，防爆电源模块与灯头控制模块、报警模块、定位模块、粉尘浓度采样模块、数据处理模块、显示模块和通信模块电连接用于为各模块和矿灯供电。
其中，参见图1，本实用新型实施例中的检测盒内还包括身份验证模块用于对矿工的身份进行验证，身份验证模块与控制模块和防爆电源模块电连接，具体可以为指纹识别结构或身份验证码输入按键。
其中，本实用新型实施例中的防爆电源模块可拆卸地设于检测盒内，且其上设于与电缆连接的接口。则其可以拆出来直接为矿灯供电。
其中，本实用新型实施例中的矿灯帽体上还设有安全系带，该安全系带两端部对称的设置在矿灯帽体外壳侧部边沿上。
具体地，本实用新型实施例中的报警模块包括蜂鸣器和报警指示灯。
具体地，本实用新型实施例中的数据处理模块包括依次电连接的放大单元、滤波单元和模数转换单元，放大单元与粉尘浓度采样模块电连接，模数转换单元与控制模块电连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。