专利名称：分段模控瓦斯报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种瓦斯报警器装置，更具体地涉及一种分段模控瓦斯报警器。
目前在煤炭工业系统中，使用的瓦斯报警装置，有一部分是国外进口的大型瓦斯检测控制设备，由于价格昂贵、不易推广，对中小型煤矿更不适用。国产的光学瓦斯分析仪不能连续跟踪监测，而且体积笨重，只能用于实验室。袖珍数字式瓦斯报警器需用专用电源，不易携带，而且声光报警微弱，在矿井下嘈声大难以听到。目前在煤矿中一般使用的甲烷报警器，虽与矿帽、矿灯、蓄电池一体化，但该产品性能不可靠，受温度影响大，容易产生早报、误报或不报警，给矿工生命造成危险。
本实用新型的目的就是针对上述各种瓦斯报警器存在的问题，设计成模块监控、分段瓦斯报警器，把庞大而复杂的瓦斯监测、监控、分段报警、自动温度补偿等功能，设计在专用模块上，该模块重量仅2.5克。具有成本低、体积小、重量轻、性能稳定、使用安全。
本实用新型的技术方案是这样实现的分段模控瓦斯报警器，它包括矿帽矿灯、壳体、瓦斯报警器、矿用蓄电池；瓦斯报警器置于壳体内，壳体用螺栓固定在矿帽矿灯的正上方，矿用蓄电池随身携带，并通过导线与瓦斯报警器和矿灯相连；其特征在于瓦斯报警器还包括双电桥传感器A、模块监控器B、声光显示器C、电源D；双电桥传感器A由催化传感器1、双电桥电路2组成；模块监控器B由平衡差动放大器3、电压比较放大器7、门限器4和8、环振器5和9、驱动器6和10、报警信号加速器11组成；声光显示器C由矿灯开关器12、矿灯13、蜂鸣器14、绿色发光管15、红色发光管16组成；电源D由短路保护器17、蓄电池18组成；催化传感器1接于双电桥电路2之中，双电桥电路2分别接平衡差动放大器3、电压比较放大器7，平衡差动放大器3接门限器4，门限器4接环振器5，环振器5分别接驱动器6、报警信号加速器11，报警信号加速器11接环振器9，驱动器6接矿灯开关器12，矿灯开关器12接矿灯13，电压比较放大器7接门限器8，门限器8接环振器9，环振器9接驱动器10，驱动器10分别接蜂鸣器14、绿色发光管15、红色发光管16。
本实用新型由于采用双电桥信号选择，把瓦斯按高低浓度进行分段处理，并具有二级温度补偿，使报警信号准确和稳定，根本上解决了目前产品所产生的早报、误报和不报警问题，尤其独特设计了专用模块监控器，对瓦斯高低浓度分二段，即预先报警和紧急报警，不但实用方便，又安全可靠，是广大煤矿工人必备的产品。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步描述
图1是本实用新型的原理图。
图2是本实用新型的模块监控器原理图。
图3是本实用新型的方块图。
图4是本实用新型的结构示意图。
如图1所示，本实用新型的电路连接关系是这样的双电桥传感器A，包括高浓度瓦斯第一电桥和低浓度瓦斯第二电桥组成；高浓度瓦斯第一电桥由催化传感器1的催化元件RS、RH、双电桥电路2的补偿电阻RT1、RT2、电阻R1、电阻R2、可变电阻RW1组成；低浓度瓦斯第二电桥由催化传感器1的催化元件RS、RH、双电桥电路2的补偿电阻RT1、电阻R3、补偿电阻RT2、电阻R4、可变电阻RW2组成；蓄电池的正端分别接电阻R3、电阻R1、催化元件RH、RS的一端，电阻R3的另一端分别接模块监控器B的5脚、电阻R4的一端，电阻R4的另一端接可变电阻RW2，可变电阻RW2的另一端接地；电阻R1另一端分别接模块监控器B的2脚、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接可变电阻RW1的一端，可变电阻RW1的另一端接地；催化元件RH的另一端接地；催化元件RS的另一端分别模块监控器B的1脚、补偿电阻RT1的一端，补偿电阻RT1的另一端分别接模块监控器B的6脚、补偿电阻RT2的一端，补偿电阻RT2的另一端接地。
如图2所示，模块监控器B的1脚接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别接运放器F1的3脚、电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，模块监控器B的2脚接电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别接运放器F1的2脚、电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别接运放器F1的5脚、电阻R9的一端、稳压管D1的负端，电阻R9的另一端分别接电阻R10的一端、电阻R11的一端，电阻R10的另一端接稳压管D1的正端，电阻R11的另一端分别接运放器F2的3脚、电阻R12的一端、电阻R14的一端，电阻R12的另一端接地，电阻R14的另一端分别接运放器F2的5脚、二极管D3的正端，二极管D3的负端接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接三极管T2的基极，三极管T2的发射极接模块监控器B的11脚，并接地，三极管T2的集电极分别接电阻R19的一端、电阻R27的一端，电阻R19的另一端接模块监控器B的10脚；模块监控器B的7脚分别接运放器F2的2脚、电阻R13的一端，电阻R13的另一端分别接运放器F2的5脚、电阻R15的一端，电阻R15的另一端接三极管T1的基极，三极管T1发射极接地，三极管T1的集电极分别接电阻R16的一端、电阻R17的一端、模块监控器B的9脚，电阻R16的另一端接模块监控器B的8脚，电阻R17的另一端接模块监控器B的13脚；模块监控器B的5脚接运放器F3的3脚，模块监控器B的6脚接运放器F3的2脚，运放器F3的5脚分别接电阻R20的一端、稳压管D2的负端，电阻R20的另一端分别接电阻R22的一端、电阻R21的一端，电阻R21的另一端接稳压管D2的正端，电阻R22的另一端分别接运放器F4的3脚、电阻R23的一端、电阻R25的一端，电阻R23的另一端接地，电阻R25的另一端分别接运放器F4的5脚、电阻R26的一端，电阻R26的另一端接二极管D4的正端，二极管D4的负端接三极管T3的基极，三极管T3的发射极接地，三极管T3的集电极接模块监控器B的12脚，模块监控器B的3脚分别接电阻R24的一端、运放器F4的2脚，电阻R24的另一端分别接运放器F4的5脚、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接模块监控器B的14脚，模块监控器B的4脚分别接四只运放器F1-F4的6脚，四只运放器F1-F4的4脚分别接地。
如图1所示，模块监控器B的3脚接电容C1正端，电容C1的负端接地；模块监控器B的7脚接电容C2的正端，电容C2的负端接地；模块监控器B的4脚接蓄电池正端；模块监控器B的11脚接地，并接蓄电池负端；模块监控器B的8脚分别接蓄电池正端、矿灯开关K的一端，矿灯开关K的另一端接矿灯GD的一端，矿灯GD的另一端接可控硅VS的阳极，可控硅的阴极接地，可控硅的控制极分别接可变电阻RW3的一端、模块监控器B的9脚；可变电阻RW3的另一端接地；模块监控器B的10脚接红色发光管D6的正端，红色发光管D6的负端接地；模块监控器B的12脚接蜂鸣器BL的一端，蜂鸣器BL的另一端接蓄电池的正端；模块监控器B的13脚接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；模块监控器B的14脚接绿色发光管D5的负端，绿色发光管D5的正端接蓄电池正端；矿用蓄电池和短路保护器是市售品。
如图3所示，本实用新型的工作原理是这样的当瓦斯报警器接通电源后，在无瓦斯的空气中，双电桥传感器A保持平衡状态，无电压输出，使模块监控器B处在监测监控工作状态，此时矿灯13不闪亮，蜂鸣器14无声，绿色发光管15亮，红色发光管16暗。
若遇到瓦斯气体时，催化传感器1的催化元件RS、RH产生无火焰燃烧，其电阻变大，双电桥电路2失去平衡，其浓度含量从0.03％慢慢地升到0.8-1％，催化元件RS、RH的电阻也慢慢地变大，在双电桥传感器A的第一电桥和第二电桥两端分别得到随瓦斯浓度变化而升高的电压，通过模块监控器B的1、2、5、6脚分别加到平衡差动放大器3和电压比较放大器7，平衡差动放大器3整形为标定的电压后，输给门限器4进行选择，因瓦斯含量在1％以下为低浓度，门限器4呈高阻抗起限制作用，故无输出，使环振器5、驱动器6、矿灯开关器12也无输出，矿灯12不闪亮，而加给电压比较放大器7电压，经比较选择后，如瓦斯含量在0.2-0.6％时，门限器8呈高阻抗无输出，使声光报警电路仍处在正常工作状态，对瓦斯含量在0.7-1％以上呈低阻抗而有输出，环振器9随输入电压升高其振频也升高，约每秒200周，通过驱动器10，使蜂鸣器14发出每秒200周的微弱声音，绿色和红色发光管都闪亮，此时为预先报警，提醒矿工引起警惕，注意安全。
当瓦斯浓度含量超过1.1％时，门限器4呈低阻抗有输出，环振器5工作，其频率为每秒1-2周，并分两路输出，其一，通过驱动器6，控制矿灯开关器12工作，以每秒1-2周使矿灯13闪亮。其二，加到报警信号加速器11，使之产生频率快报警信号，此电压加给驱动器10，使蜂鸣器14发出很大响声，红绿发光管交替闪烁，催促矿工立即脱离现场，确保安全。
如图4所示，本实用新型提供一种安装方法壳体2置于矿灯1的正上方，壳体2正面装有催化传感器3、绿色发光管4、红色发光管5、蜂鸣器6，壳体2内部装有瓦斯报警器电路。由于该产品体积小、重量轻，也可安装在矿帽、矿用蓄电池、矿工工作服等任意适当位置。
权利要求1．分段模控瓦斯报警器，它包括矿帽矿灯、壳体、瓦斯报警器、矿用蓄电池；瓦斯报警器置于壳体内，壳体用螺栓固定在矿帽矿灯的正上方，矿用蓄电池随身携带，并通过导线与瓦斯报警器和矿灯相连；其特征在于瓦斯报警器还包括双电桥传感器(A)、模块监控器(B)、声光显示器(C)、电源(D)；双电桥传感器(A)由催化传感器(1)、双电桥电路(2)组成；模块监控器(B)由平衡差动放大器(3)、电压比较放大器(7)、门限器(4和8)、环振器(5和9)、驱动器(6和10)、报警信号加速器(11)组成；声光显示器(C)由矿灯开关器(12)、矿灯(13)、蜂鸣器(14)、绿色发光管(15)、红色发光管(16)组成；电源(D)由短路保护器(17)、蓄电池(18)组成；催化传感器(1)接于双电桥电路(2)之中，双电桥电路(2)分别接平衡差动放大器(3)、电压比较放大器(7)，平衡差动放大器(3)接门限器(4)，门限器(4)接环振器(5)，环振器(5)分别接驱动器(6)、报警信号加速器(11)，报警信号加速器(11)接环振器(9)，驱动器(6)接矿灯开关器(12)，矿灯开关器(12)接矿灯(13)，电压比较放大器(7)接门限器(8)，门限器(8)接环振器(9)，环振器(9)接驱动器(10)，驱动器(10)分别接蜂鸣器(14)、绿色发光管(15)、红色发光管(16)。
2．根据权利要求1所述的分段模控瓦斯报警器，其特征在于双电桥传感器(A)，包括高浓度瓦斯第一电桥和低浓度第二电桥组成；高浓度瓦斯第一电桥由催化传感器(1)的催化元件(RS、RH)、双电桥电路(2)的补偿电阻(RT1、RT2)、电阻(R1)、电阻(R2)、可变电阻(RW1)组成；低浓度瓦斯第二电桥由催化传感器(1)的催化元件(RS、RH)、双电桥电路(2)的补偿电阻(RT1)、电阻(R3)、补偿电阻(RT2)、电阻(R4)、可变电阻(RW2)组成；蓄电池的正端分别接电阻(R3)、电阻(R1)、催化元件(RH、RS)的一端，电阻(R3)的另一端分别接模块监控器(B)的5脚、电阻(R4)的一端，电阻(R4)的另一端接可变电阻(RW2)，可变电阻(RW2)的另一端接地；电阻(R1)另一端分别接模块监控器(B)的2脚、电阻(R2)的一端，电阻(R2)的另一端接可变电阻(RW1)的一端，可变电阻(RW1)的另一端接地；催化元件(RH)的另一端接地；催化元件(RS)的另一端分别接模块监控器(B)的1脚、补偿电阻(RT1)的一端，补偿电阻(RT1)的另一端分别接模块(B)的6脚、补偿电阻(RT2)的一端，补偿电阻(RT2)的另一端接地。
3．根据权利要求1所述的分段模控瓦斯报警器，其特征在于模块监控器(B)的1脚接电阻(R5)的一端，电阻(R5)的另一端分别接运放器(F1)的3脚、电阻(R7)的一端，电阻(R7)的另一端接地，模块监控器(B)的2脚接电阻(R6)的一端，电阻(R6)的另一端分别接运放器(F1)的2脚、电阻(R8)的一端，电阻(R8)的另一端分别运放器(F1)的5脚、电阻(R9)的一端、稳压管(D1)的负端，电阻(R9)的另一端分别接电阻(R10)的一端、电阻(R11)的一端，电阻(R10)的另一端接稳压管(D1)的正端，电阻(R11)的另一端分别接运放器(F2)的3脚、电阻(R12)的一端、电阻(R14)的一端，电阻(R12)的另一端接地，电阻(R14)的另一端分别接运放器(F2)的5脚、二极管(D3)的正端，二极管(D3)的负端接电阻(R18)的一端，电阻(R18)的另一端接三极管(T2)的基极，三极管(T2)的发射极接模块监控器(B)的11脚，并接地，三极管(T2)的集电极分别接电阻(R19)的一端、电阻(R27)的一端，电阻(R19)的另一端接模块监控器(B)的10脚；模块监控器(B)的7脚分别接运放器(F2)的2脚、电阻(R13)的一端，电阻(R13)的另一端分别接运放器(F2)的5脚、电阻(R15)的一端，电阻(R15)的另一端接三极管(T1)的基极，三极管(T1)发射极接地，三极管(T1)的集电极分别接电阻(R16)的一端、电阻(R17)的一端、模块监控器(B)的9脚，电阻(R16)的另一端接模块监控器(B)的8脚，电阻(R17)的另一端接模块监控器(B)的13脚；模块监控器(B)的5脚接运放器(F3)的3脚，模块监控器(B)的6脚接运放器(F3)的2脚，运放器(F3)的5脚分别接电阻(R20)的一端、稳压管(D2)的负端，电阻(R20)的另一端分别接电阻(R22)的一端、电阻(R21)的一端，电阻(R21)的另一端接稳压管(D2)的正端，电阻(R22)的另一端分别接运放器(F4)的3脚、电阻(R23)的一端、电阻(R25)的一端，电阻(R23)的另一端接地，电阻(R25)的另一端分别接运放器(F4)的5脚、电阻(R26)的一端，电阻(R26)的另一端接二极管(D4)的正端，二极管(D4)的负端接三极管(T3)的基极，三极管(T3)的发射极接地，三极管(T3)的集电极接模块监控器(B)的12脚，模块监控器(B)的3脚分别接电阻(R24)的一端、运放器(F4)的2脚，电阻(R24)的另一端分别接运放器(F4)的5脚、电阻(R27)的一端，电阻(R27)的另一端接模块监控器(B)的14脚，模块监控器(B)的4脚分别接四只运放器(F1-F4)的6脚，四只运放器(F1-F4)的4脚分别接地。
专利摘要本实用新型提供一种分段模控瓦斯报警器。其特征在于:瓦斯报警器包括:双电桥传感器、模块监控器、声光显示器、电源。该产品具有监测、监控、分段报警、自动温度补偿等功能,其优点是体积小、重量轻、成本低、性能稳定、安全可靠,是广大煤矿工人的必备产品。
文档编号G08B21/00GK2314412SQ97242600
公开日1999年4月14日 申请日期1997年11月10日 优先权日1997年11月10日
发明者陈钟凯 申请人:陈钟凯