本发明涉及甲烷浓度检测技术领域，尤其涉及一种煤矿甲烷浓度智能检测器。
背景技术：
煤矿生产是地下作业，自然条件和生产条件都复杂，在采掘过程中出现的瓦斯涌出、煤尘飞扬、自然发火等都有可能造成严重事故。为了防止事故发生，保障矿工的健康和安全，促进生产发展，提高煤炭企业的经济效益，应对井下的气象进行检测，对可能造成灾害事故的各种有的害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制，一旦发生灾变，必须及时救护遇难人员和处理事故。目前，煤炭工业的安全生产状况却不容乐观，中小型煤矿的情况尤为严重，已经直接威胁到整个煤炭工业的稳定生产，给国家财产和人民生命造成了很大的损失，甲烷爆炸事故更是重大事故发生率之首，通过强化甲烷管理，提高通风、甲烷检测监控水平，已成为中小型煤矿甲烷检测监控的最迫切的任务之一。但还没有一种真正适合于中小型煤矿使用的煤炭安全监控产品，而且现有的煤炭安全监控产品多是国外进口，价格高，运行费用大，传感器测量稳定性差，调校频繁，寿命短，安装、维护复杂，操作不便，人机界面较差，必须依赖专业的维护队伍，对人员技术素质有较高的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于通过一种煤矿甲烷浓度智能检测器，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤矿甲烷浓度智能检测器，其包括甲烷感知元件、小信号放大电路、模数转换电路、可编程看门狗电路、中央处理器、zigbee通信模块、电子标签、时钟芯片、声光报警器、触摸显示屏、按键组以及电源模块；所述甲烷感知元件通过小信号放大电路连接中央处理器；所述中央处理器与可编程看门狗电路、zigbee通信模块、电子标签、时钟芯片、声光报警器、触摸显示屏、按键组连接；所述电源模块与中央处理器连接；所述甲烷感知元件输出与甲烷浓度相对应的电压信号，经过小信号放大电路放大后送到模数转换电路，模数转换电路将模拟信号转换为数字信号送入中央处理器，中央处理器对采样值进行数值计算，处理后，驱动触摸显示屏显示出被测气体中的甲烷浓度值，若被测气体中甲烷浓度超过报警数值时，声光报警器发出声、光报警信号；时钟芯片产生实时时间，并通过数码管显示小时和分；所述zigbee通信模块与外部设备app通讯，将甲烷浓度实时输出给外部设备app。
特别地，所述甲烷感知元件由工作元件和补偿元件组成，工作元件和补偿元件分别接在惠斯登电桥上，在工作元件和补偿元件的电源端加入高电平时元件开始工作，当环境中无甲烷气体时，调整惠斯登电桥使之输出为零，当有甲烷气体时，甲烷气体以扩散方式进入仪器原测量气室，内部接于惠斯登电桥桥臂的热催化元件或热导元件发生氧化—还原反应，热催化元件或热导元件温度升高，输出与甲烷浓度相对应的电压信号给小信号放大电路。
特别地，所述小信号放大电路的低偏置电压最大50μv，低温度漂移最大0.5μv/℃，低输入偏置电流最大5na，高共模抵制cmr最小120db，输入保护至±40v，宽电源电压范围±2.25至±18v，低静态电流700μa。
特别地，所述电子标签为二维码标签，用户使用时需要扫描该二维码信息，添加使用煤矿甲烷浓度智能检测器的人员相关信息。
特别地，所述人员相关信息包括姓名、单位、联系电路、使用时间。
本发明提出的煤矿甲烷浓度智能检测器优点如下：一、通过电子标签智能管理检测器的有序使用，做到使用人员信息有据可查；二、通过zigbee通讯电路实现外部通讯，通讯距离远，数据传输稳定；三、甲烷感知元件敏感度高，能实时准确的测出矿井中的甲烷浓度，并在浓度超限时及时声光报警，提醒工作人员撤离；四、可以选择触摸或按键方式对检测器进行参数设置，灵活易用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的煤矿甲烷浓度智能检测器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的煤矿甲烷浓度智能检测器结构示意图。
本实施例中煤矿甲烷浓度智能检测器具体包括甲烷感知元件、小信号放大电路、模数转换电路、可编程看门狗电路、中央处理器、zigbee通信模块、电子标签、时钟芯片、声光报警器、触摸显示屏、按键组以及电源模块；所述甲烷感知元件通过小信号放大电路连接中央处理器；所述中央处理器与可编程看门狗电路、zigbee通信模块、电子标签、时钟芯片、声光报警器、触摸显示屏、按键组连接；所述电源模块与中央处理器连接；所述甲烷感知元件输出与甲烷浓度相对应的电压信号，经过小信号放大电路放大后送到模数转换电路，模数转换电路将模拟信号转换为数字信号送入中央处理器，中央处理器对采样值进行数值计算，处理后，驱动触摸显示屏显示出被测气体中的甲烷浓度值，若被测气体中甲烷浓度超过报警数值时，声光报警器发出声、光报警信号；时钟芯片产生实时时间，并通过数码管显示小时和分；所述zigbee通信模块与外部设备app通讯，将甲烷浓度实时输出给外部设备app。
在本实施例中所述甲烷感知元件由工作元件和补偿元件组成，工作元件和补偿元件分别接在惠斯登电桥上，在工作元件和补偿元件的电源端加入高电平时元件开始工作，当环境中无甲烷气体时，调整惠斯登电桥使之输出为零，当有甲烷气体时，甲烷气体以扩散方式进入仪器原测量气室，内部接于惠斯登电桥桥臂的热催化元件或热导元件发生氧化—还原反应，热催化元件或热导元件温度升高，输出与甲烷浓度相对应的电压信号给小信号放大电路。在本实施例中所述小信号放大电路的低偏置电压最大50μv，低温度漂移最大0.5μv/℃，低输入偏置电流最大5na，高共模抵制cmr最小120db，输入保护至±40v，宽电源电压范围±2.25至±18v，低静态电流700μa。所述电子标签为二维码标签，用户使用时需要扫描该二维码信息，添加使用煤矿甲烷浓度智能检测器的人员相关信息。所述人员相关信息包括姓名、单位、联系电路、使用时间。
本发明的技术方案优点如下：一、通过电子标签智能管理检测器的有序使用，做到使用人员信息有据可查；二、通过zigbee通讯电路实现外部通讯，通讯距离远，数据传输稳定；三、甲烷感知元件敏感度高，能实时准确的测出矿井中的甲烷浓度，并在浓度超限时及时声光报警，提醒工作人员撤离；四、可以选择触摸或按键方式对检测器进行参数设置，灵活易用。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。