专利名称：瓦斯双参数检测报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适用于矿井的瓦斯双参数检测报警仪。
瓦斯是煤矿的重大灾害之一，为了避免和减小煤矿瓦斯爆炸事故，保障国家财产和矿工生命安全，对矿井瓦斯进行准确可靠的检测是十分必要的。目前，国内外矿井瓦斯检测装备主要为两类一类是固定式瓦斯检测装置；另一类是个人携带式瓦斯检测仪器。传感器普遍采用热摧化传感元件，各类瓦斯检测装置均检测和显示矿井瓦斯的浓度，当瓦斯超过一定浓度时，会产生报警信号。这种瓦斯检测装置在各煤矿普遍应用，对减少煤矿瓦斯事故有着重要的作用。但是，煤矿瓦斯事故往往是由于矿井瓦斯突出引起的，各种瓦斯检测装置由于气体采样均为扩散式，响应速度慢，使人们不能尽早地发现危险，采取相应的措施。尽管目前国内外对矿井瓦斯突出的预报技术进行了长期的研究，但至今还没有一种行之有效的快速预测瓦斯突出的方法得以应用。
本实用新型的目的是提供一种不仅能正常检测和显示矿井瓦斯的浓度，超限自动报警，而且能检测瓦斯浓度的上升变化率，并予以指示的瓦斯双参数检测报警仪。
本实用新型的目的可以通过以下方式来实现一种瓦斯双参数检测报警仪，包括有电源，经稳压器稳压后送到检测电路上，检测电路检测到瓦斯时，输出电压信号至放大器放大处理后，输出两路信号，一路至浓度显示电路，显示被测气体的瓦斯浓度状态，当瓦斯浓度超过设定值时，浓度显示电路输出信号至报警电路发出报警信号；另一路至瓦斯动态指示电路，该电路包括瓦斯动态检测电路和指示电路，瓦斯动态检测电路用以检测瓦斯的上升速率，当瓦斯上升速率达到设定值时，瓦斯动态检测电路输出一个信号至指示电路，显示出上升速率，超过设定值时，指示电路发出一信号至报警电路发出报警信号。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点不仅能正常检测矿井瓦斯的浓度(瓦斯静态参数)，而且能检测矿井瓦斯浓度的变化率(瓦斯动态参数)，使仪器能更全面地检测瓦斯的状况，大大提高了安全可靠性。
附图1是本实用新型的工作原理框图。
附图2是本实用新型的电路原理图。
附图3是本实用新型的瓦斯动态参数检测指示电路。
下面参照附图对本实用新型作进一步详述参照附图1所示一种瓦斯双参数检测报警仪包括有电源，提供整个电路的工作电压V，经稳压器稳压后，得到一个稳定的电压V1，然后加到检测电路上，检测电路检测瓦斯时，输出电压信号V2，V2经放大器放大处理后，输出两路信号V3、V4，信号V3至浓度显示电路，显示瓦斯浓度。当瓦斯浓度超限时，浓度显示电路输出信号V5至报警电路发出报警信号。信号V4至瓦斯动态检测指示电路，当瓦斯上升速率超过限定值时，瓦斯动态检测指示电路输出信号V6至报警电路发出报警。
参照附图2所示图2展示了瓦斯双参数检测报警仪的电路原理图。电源E的输出电压V经稳压器1稳压后输出电压V1，送至检测电路。所述的检测电路由热催化元件r1、补偿元件r2、电阻R1、R2和电位器W1组成的惠斯顿电桥，其中电位器W1是调零电位器。电位器W1接在电阻R1、R2之间。放大器由运算放大器Av和电阻R3、R4、R5、R6构成。电位器W1的可调端经电阻R4至Av的反相输入端，催化元件r1和补偿元件r2之间作为检测电路的另一个输出端经电阻R3至Av的同相输入端，Av的同相输入端经电阻R5接地，Av的反相输入端端经电阻R6至Av的输出端。浓度显示电路由A/D转换器和数码管LED组成。Av的输出端经调校电位器W2接地，W2的可调端输出信号V3接A/D转换器后接至数码管LED，数码管LED显示瓦斯浓度，当瓦斯浓度超限时，A/D转换器输出一个信号至报警电路发出报警信号。所述的报警电路包括三极管T、自激式电磁讯响器MC、发光管D3、二极管D1组成，A/D转换器的一个输出正接二极管D1后至三极管T的基极，三极管T的发射极接地，电源E的输出V分别经自激式电磁讯响器MC和正接发光管D3至三极管T的集电极。运算放大器Av的输出信号V4接瓦斯动态指示电路2后，其输出给二极管D2至报警电路。
参照附图3所示图3展示了瓦斯动态检测指示电路的结构图。瓦斯动态检测指示电路由动态检测电路和指示电路组成。放大器的放大信号经动态检测电路检测后，送至指示电路，所述的动态检测电路由运算放大器F1、F2、电阻R7～R12和电容C1构成。输入信号为前级放大器的输出信号V4，V4分别经电阻R7、R9至F1的正相输入端和F2的反向输入端，F1的反相输入端一路经电容C1接地，另一路经电阻R8至F1的输出端，F1的输出端经电阻R10至F2的正相输入端，F2的正相输入端经电阻R11接地，F2的反相输入端经电阻R12至F2的输出端，F2的输出信号V7，V7＝R8C1(dV4/dt)，与检测放大信号V4的变化率成正比。该信号可以反映被测瓦斯浓度的上升变化率。V7输入到指示电路，用以直观指示出瓦斯浓度的上升变化情况。所述的指示电路包括有比较器F3～F5、电阻R13～R21、电容C2和发光管LED1～LED2组成。稳压器的输出信号V1经电阻R14～R17分压后，分别取得三个基准电压信号V8、V9、V10，且V3＞V9＞V10。基准电压信号V8、V9、V10分别经电阻R18、R19、R20降压至比较器F3、F4和F5的反相输入端，V7经电阻R13分别至比较器F3、F4、F5的正相输入端和经电容C2接地，F3、F4、F5分别正接发光管LED3、LED2、LED1后经电阻R21接地，F4的输出V6接报警电路。当V7＞V10时，F5输出高电平，驱动LED1亮，使相应的箭头符号显示，表示瓦斯浓度正在缓慢上升；当V7＞V9时，F4、F5均输出高电平，LED1和LED2亮，表示瓦斯浓度上升率较快；当V7＞V8时，F3、F4、F5均输出高电平，驱动LED1、LED2、LED3亮，表示瓦斯浓度上升率更快。取基准电压V9为设定值，则当V7＞V9时，比较器F4输出高电平V6驱动报警电路产生报警。
权利要求1.一种瓦斯双参数检测报警仪，包括有电源E，其输出电压V经稳压器(1)稳压输出V1，送至检测电路，其特征在于所述的检测电路由热催化元件r1、补偿元件r2、电阻R1、R2组成了惠斯顿电桥，再在电阻R1、R2间增设了调零电位器W1，电位器W1的可调端和热催化元件r1、补偿元件r2之间作为检测电路的输出至放大器放大，得到一个输出信号V3、V4，信号V3至浓度显示电路，所述的浓度显示电路包括有A/D转换电路和数码管LED，V3经A/D转换电路后，一路接数码管LED，另一路正接二极管D1后至报警电路，V4接瓦斯动态检测指示电路，当瓦斯浓度上升速率超过设定值时，输出一信号至报警电路发出报警。
2.根据权利要求1所述的瓦斯双参数检测报警仪，其特征在于所述的瓦斯动态检测指示电路包括有检测瓦斯浓度上升速率的瓦斯动态检测电路，检测后将信号送至指示电路指示。
3.根据权利要求2所述的瓦斯双参数检测报警仪，其特征在于所述的动态检测电路由运算放大器F1、F2、电阻R7～R12和电容C1构成，输入信号为前级放大器的输出信号V4，V4分别经电阻R7、R9至F1的正相输入端和F2的反向输入端，F1的反相输入端一路经电容C1接地，另一路经电阻R8至F1的输出端，F1的输出端经电阻R10至F2的正相输入端，F2的正相输入端经电阻R11接地，F2的反相输入端经电阻R12至F2的输出端。
4.根据权利要求2或3所述的瓦斯双参数检测报警仪，其特征在于所述的瓦斯指示电路包括有比较器F3～F5、电阻R13～R21、电容C2和发光管LED1～LED2组成，稳压器的输出信号V1经电阻R14～R17分压后，分别取得三个基准电压信号V8、V9、V10，且V8＞V9＞V10，基准电压信号V8、V9、V10分别经电阻R18、R19、R20降压至比较器F3、F4和F5的反相输入端，V7经电阻R13分别至比较器F3、F4、F5的正相输入端和经电容C2接地，F3、F4、F5分别正接发光管LED3、LED2、LED1后经电阻R21接地，F4的输出V6接报警电路。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式瓦斯双参数检测报警仪,该报警仪是在原有瓦斯报警仪基础上增设了瓦斯参数检测电路,使本实用新型不仅正常检测和显示矿井瓦斯的浓度,超限报警;而且能检测瓦斯浓度的上升变化率,并予以指示,当瓦斯浓度的上升率超过一定值时报警。这种对瓦斯动态参数的检测能在一定程度上预测矿井瓦斯的突出状况,使其能可靠的监测矿井瓦斯,保障煤矿安全生产。
文档编号G01N27/00GK2284397SQ9623173
公开日1998年6月17日 申请日期1996年4月26日 优先权日1996年4月26日
发明者童敏明 申请人:中国矿业大学