带有瓦斯报警装置的安全帽的制作方法
【专利摘要】带有瓦斯报警装置的安全帽，属于煤矿开采安全控制领域，本实用新型为解决现有瓦斯监测设备位置固定，不能监测所有地点的瓦斯状况的问题。本实用新型包括气敏元件QM-N10、NE555时基集成电路、比较器A1、LED条形驱动芯片U257B、晶闸管VTH、喇叭BL、NPN三极管VT1、VT2、电阻R1～电阻R5、滑动变阻器Rp1、Rp2、电容C1、报警灯LED1～LED5；在不影响安全帽的正常使用的前提下，又具备了检测瓦斯浓度的功能，它随采矿工人移动，当检测到采矿工人所在位置的瓦斯浓度达到安全临界值时，进行声光提醒报警，并且，通过LED灯闪亮数目的不同来直观的表征瓦斯浓度的高低。
【专利说明】带有瓦斯报警装置的安全帽
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种瓦斯报警装置，属于煤矿开采安全控制领域。
【背景技术】
[0002] 矿井开采，经常会遇到一些有毒有害气体，其中，尤其以瓦斯对矿井安全生产危害 最大，虽然有严格的瓦斯监测设施及制度，但由于井下各个地点瓦斯浓度不相同，瓦斯监测 设备不可能布置到所有地方，监测设备不能监测到所有地点的瓦斯状况；同时由于瓦斯气 体浓度容易变化，监测设备检测到瓦斯临界点时，瓦斯浓度已经很高，容易产生事故；即使 采用瓦斯检测工定时定点去采集数据，但瓦斯的产生和浓度变化却是不定时的，不能及时 发现危险；因此，当矿工处于瓦斯浓度较高的地点时，不容易发现危险，威胁矿工安全。
【发明内容】
[0003] 本实用新型目的是为了解决现有瓦斯监测设备位置固定，不能监测所有地点的瓦 斯状况的问题，提供了一种带有瓦斯报警装置的安全帽，随采矿工人移动，实时检测采矿工 人所在地的瓦斯状况，保障采矿工人的人身安全。
[0004] 本实用新型所述带有瓦斯报警装置的安全帽，在安全帽上设置瓦斯报警装置，所 述瓦斯报警装置包括气敏元件QM-N10、NE555时基集成电路、比较器Al、LED条形驱动芯片 U257B、晶闸管VTH、喇叭BL、NPN三极管VT1、NPN三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电 阻R4、电阻R5、滑动变阻器Rpl、滑动变阻器Rp2、电容C1、报警灯LED1、报警灯LED2、报警灯 LED3、报警灯LED4和报警灯LED5 ;
[0005] +12V直流电源同时连接气敏元件QM-N10的A电极、2脚、电阻R2的一端、滑动变阻 器Rp2的一个固定端及其活动端、电阻R4的一端、LED条形驱动芯片U257B的8脚、NE555 时基集成电路的4脚、8脚和喇叭BL的正极供电端子；
[0006] 气敏元件QM-N10的B电极同时连接滑动变阻器Rpl的一个固定端和比较器A1的 同相输入端；比较器A1的反相输入端同时连接滑动变阻器Rp2的另一个固定端和电阻R3 的一端；比较器A1的输出端连接NPN三极管VT2的基极，NPN三极管VT2的集电极同时连 接电阻R4的另一端、NE555时基集成电路的2脚和6脚；NE555时基集成电路的5脚连接电 容C1的一端，NE555时基集成电路的3脚连接晶闸管VTH的控制极，晶闸管VTH的阳极连 接喇叭BL的负极供电端子；滑动变阻器Rpl的另一个固定端连接电阻R1的一端；
[0007] 晶闸管VTH的阴极、电容C1的另一端，NE555时基集成电路的1脚、NPN三极管VT2 的发射极、电阻R3的另一端、电阻R1的另一端和气敏元件QM-N10的5脚同时接地；
[0008] 滑动变阻器Rpl的活动端连接NPN三极管VT1的基极，NPN三极管VT1的集电极 连接电阻R2的另一端，NPN三极管VT1的发射极同时连接电阻R5的一端和LED条形驱动 芯片U257B的7脚；
[0009] LED条形驱动芯片U257B的5脚和6脚之间并联报警灯LED1 ;LED条形驱动芯片 U257B的4脚和5脚之间并联报警灯LED2 ;LED条形驱动芯片U257B的3脚和4脚之间并 联报警灯LED3 ;LED条形驱动芯片U257B的2脚和3脚之间并联报警灯LED4 ;LED条形驱动 芯片U257B的1脚和2脚之间并联报警灯LED5 ;LED条形驱动芯片U257B的1脚还与电阻 R5的另一端同时接地。
[0010] 本实用新型的优点：本实用新型所述带有瓦斯报警装置的安全帽，是在普通安全 帽的基础上加装小体积检测设备，在不影响安全帽的正常使用的前提下，又具备了检测瓦 斯浓度的功能，它随采矿工人移动，当检测到采矿工人所在位置的瓦斯浓度达到安全临界 值时，进行声光提醒报警，并且，通过LED灯闪亮数目的不同来直观的表征瓦斯浓度的高 低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型所述带有瓦斯报警装置的安全帽的具体控制电路图。
【具体实施方式】
[0012]
【具体实施方式】一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述带有瓦斯报警 装置的安全帽，在安全帽上设置瓦斯报警装置，所述瓦斯报警装置包括气敏元件QM-N10、 NE555时基集成电路、比较器A1、LED条形驱动芯片U257B、晶闸管VTH、喇叭BL、NPN三极管 VT1、NPN三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、滑动变阻器Rpl、滑动变阻 器Rp2、电容C1、报警灯LED1、报警灯LED2、报警灯LED3、报警灯LED4和报警灯LED5 ;
[0013] +12V直流电源同时连接气敏元件QM-N10的A电极、2脚、电阻R2的一端、滑动变阻 器Rp2的一个固定端及其活动端、电阻R4的一端、LED条形驱动芯片U257B的8脚、NE555 时基集成电路的4脚、8脚和喇叭BL的正极供电端子；
[0014] 气敏元件QM-N10的B电极同时连接滑动变阻器Rpl的一个固定端和比较器A1的 同相输入端；比较器A1的反相输入端同时连接滑动变阻器Rp2的另一个固定端和电阻R3 的一端；比较器A1的输出端连接NPN三极管VT2的基极，NPN三极管VT2的集电极同时连 接电阻R4的另一端、NE555时基集成电路的2脚和6脚；NE555时基集成电路的5脚连接电 容C1的一端，NE555时基集成电路的3脚连接晶闸管VTH的控制极，晶闸管VTH的阳极连 接喇叭BL的负极供电端子；滑动变阻器Rpl的另一个固定端连接电阻R1的一端；
[0015] 晶闸管VTH的阴极、电容C1的另一端，NE555时基集成电路的1脚、NPN三极管VT2 的发射极、电阻R3的另一端、电阻R1的另一端和气敏元件QM-N10的5脚同时接地；
[0016] 滑动变阻器Rpl的活动端连接NPN三极管VT1的基极，NPN三极管VT1的集电极 连接电阻R2的另一端，NPN三极管VT1的发射极同时连接电阻R5的一端和LED条形驱动 芯片U257B的7脚；
[0017] LED条形驱动芯片U257B的5脚和6脚之间并联报警灯LED1 ;LED条形驱动芯片 U257B的4脚和5脚之间并联报警灯LED2 ;LED条形驱动芯片U257B的3脚和4脚之间并 联报警灯LED3 ;LED条形驱动芯片U257B的2脚和3脚之间并联报警灯LED4 ;LED条形驱动 芯片U257B的1脚和2脚之间并联报警灯LED5 ;LED条形驱动芯片U257B的1脚还与电阻 R5的另一端同时接地。
[0018] 气敏元件QM-N10的A电极为气敏元件QM-N10的1脚和3脚；气敏元件QM-N10的 B电极为气敏元件QM-N10的4脚和6脚。
[0019] 报警灯LED1、报警灯LED2、报警灯LED3、报警灯LED4和报警灯LED5设置在安全帽 的帽沿上。
[0020] 气敏元件QM-N10处于洁净空气环境时，其A、B电极之间呈高阻抗，+12V电压被该 高阻抗、Rpl的一部分、R5分压，因为该高阻抗远大于Rpl的一部分、R5的电阻，因此，U257B 的7脚电压接近于0V，根据U257B的特性，当其7脚电压大于1. 8V时，相应的二极管点亮， 电压越大，LED灯亮的数量越多；LED1?LED5依次点亮。
[0021] 同时，该高阻抗与Rpl、R1分压，作为比较器A1的同相输入信号，因该高阻抗远大 于Rpl、R1的电阻，因此，比较器A1的同相输入端电压小于反相输入端电压，A1的输出端输 出低电平，VT2截止，则NE555的2脚输入为高电平，NE555的3脚输出为低电平，VTH没有 触发电压，喇叭BL不响。
[0022] 随着采矿工人的移动，安全帽也随之移动，一旦进入瓦斯浓度超标的区域，气敏元 件QM-N10的A、B电极之间的阻抗随瓦斯浓度的升高而快速降低，当达到瓦斯浓度安全临界 值时，触发U257B的7脚电压超过1. 8V，LED1亮，瓦斯浓度越高，其阻抗越低，触发U257B的 7脚电压越高，LED灯亮的数量越多，直观的表征当前区域瓦斯浓度的高低。
[0023] 同理，瓦斯浓度安全临界值时，比较器A1的同相输入端电压高于反相输入端电 压，A1输出高电平，给VT2加载基极偏置电压，VT2导通，则NE555的2脚被拉至低电平， NE555翻转，NE555的3脚输出高电平，给VTH的控制极加了触发电压，喇叭BL报警。
[0024] 瓦斯浓度的临界值通过调整Rpl和Rp2来设定。
【权利要求】
1. 带有瓦斯报警装置的安全帽，其特征在于，在安全帽上设置瓦斯报警装置，所述瓦斯 报警装置包括气敏元件QM-N10、NE555时基集成电路、比较器A1、LED条形驱动芯片U257B、 晶闸管VTH、喇叭BL、NPN三极管VT1、NPN三极管VT2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电 阻R5、滑动变阻器Rp 1、滑动变阻器Rp2、电容C1、报警灯LED 1、报警灯LED2、报警灯LED3、报 警灯LED4和报警灯LED5 ; +12V直流电源同时连接气敏元件QM-N10的A电极、2脚、电阻R2的一端、滑动变阻器 Rp2的一个固定端及其活动端、电阻R4的一端、LED条形驱动芯片U257B的8脚、NE555时 基集成电路的4脚、8脚和喇叭BL的正极供电端子； 气敏元件QM-N10的B电极同时连接滑动变阻器Rpl的一个固定端和比较器A1的同相 输入端；比较器A1的反相输入端同时连接滑动变阻器Rp2的另一个固定端和电阻R3的一 端；比较器A1的输出端连接NPN三极管VT2的基极，NPN三极管VT2的集电极同时连接电 阻R4的另一端、NE555时基集成电路的2脚和6脚；NE555时基集成电路的5脚连接电容 C1的一端，NE555时基集成电路的3脚连接晶闸管VTH的控制极，晶闸管VTH的阳极连接喇 叭BL的负极供电端子；滑动变阻器Rpl的另一个固定端连接电阻R1的一端； 晶闸管VTH的阴极、电容C1的另一端，NE555时基集成电路的1脚、NPN三极管VT2的 发射极、电阻R3的另一端、电阻R1的另一端和气敏元件QM-N10的5脚同时接地； 滑动变阻器Rpl的活动端连接NPN三极管VT1的基极，NPN三极管VT1的集电极连接 电阻R2的另一端，NPN三极管VT1的发射极同时连接电阻R5的一端和LED条形驱动芯片 U257B 的 7 脚； LED条形驱动芯片U257B的5脚和6脚之间并联报警灯LED1 ;LED条形驱动芯片U257B 的4脚和5脚之间并联报警灯LED2 ;LED条形驱动芯片U257B的3脚和4脚之间并联报警 灯LED3 ;LED条形驱动芯片U257B的2脚和3脚之间并联报警灯LED4 ;LED条形驱动芯片 U257B的1脚和2脚之间并联报警灯LED5 ;LED条形驱动芯片U257B的1脚还与电阻R5的 另一端同时接地。
2. 根据权利要求1所述带有瓦斯报警装置的安全帽，其特征在于，气敏元件QM-N10的 A电极为气敏元件QM-N10的1脚和3脚；气敏元件QM-N10的B电极为气敏元件QM-N10的 4脚和6脚。
3. 根据权利要求1所述带有瓦斯报警装置的安全帽，其特征在于，报警灯LED1、报警灯 LED2、报警灯LED3、报警灯LED4和报警灯LED5设置在安全帽的帽沿上。
【文档编号】G08B21/16GK203849842SQ201420296750
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】曹艳, 孙晓虎, 郑成玉 申请人:曹艳