一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置的制作方法

本发明涉及消防，具体是一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置。

背景技术：

1、煤矿用供电设备通常使用矿用本质安全型电源(简称“本安电源”)供电。本安电源是一种应用在爆炸环境中的供电设备，本安电源通过限制输出功率，确保受电设备接收的能量在安全范围内。故本安电源通常存在输出功率弱的特点，一旦受电设备功率稍大，就存在无法带载或工作稳定性差的问题。

2、提升受电设备远距离带载工作稳定性，是目前行业内普遍存在的难题。解决该问题的方案，常用的思路一般有两种，一种是对供电设备进行研究，典型方案是在防爆标准要求的范围内，对本安电源模块的电路架构方案上进行创新，尽可能提升本安电源的输出能力；第二种是对受电设备进行研究，典型思路是通过降低设备功耗，减小设备启动电流等方式来降低远距离传输时能量损耗，从而提升设备远距离供电时的工作距离。

3、在煤矿用防灭火自动控制系统中，其主机包含电动球阀或电磁阀，用于控制灭火介质(水、干粉、七氟丙烷等)的喷洒。电动球阀或电磁阀常态下不动作，只在发生火灾或可能即将发生火灾的情况下才会动作，故电动球阀或电磁阀具有动作频次低、工作电流大的特点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，包括数据采集模块、灭火控制模块、电源管理模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块，所述电源管理模块的输入端连接本安电源，电源管理模块的输出端分别给数据采集模块、灭火控制模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块供电，所述数据采集模块与光纤测温主机和烟雾、火焰或一氧化碳传感器的通信解调模块连接，所述灭火控制模块为电动球阀或电磁阀，电动球阀或电磁阀固定于主控设备上，其一端连接于灭火介质，另一端连接喷洒装置。

4、作为本发明的进一步技术方案：所述电源管理模块包括外部供电模块和内部储能模块，外部供电模块用于给主机的各数据采集模块和可视化人机交互模块、协同联动通信模块组件单元进行供电，内部储能模块用于给灭火控制模块中的电动球阀、电池阀组件单元进行供电，内部储能模块在不执行电动球阀、电池阀动作时，是以小电流的方式从外部供电模块中取电蓄能，蓄能介质为充电电池、超级电容，所述储能模块以小电流从外部供电模块中取电蓄能时，具有充电电压限压保护功能。

5、作为本发明的进一步技术方案：所述内部储能模块包含充电控制单元、升压电路单元、保护电路和限流模块，限流模块一端连接输入电压ui，限流模块的另一端连接mos管q1的源极，mos管q1的栅极连接充电控制单元，mos管q1的漏极连接电池组e的正极和mos管q2的源极，mos管q2的漏极连接升压电路，mos管q2的栅极连接保护电路，升压电路的另一端连接输出电压uo。

6、作为本发明的进一步技术方案：所述限流模块采用slm6500芯片。

7、作为本发明的进一步技术方案：所述保护电路采用xb8089d芯片。

8、作为本发明的进一步技术方案：所述充电控制单元采用三极管和mos管结合的开关控制技术。

9、作为本发明的进一步技术方案：所述灭火介质为水、干粉或七氟丙烷。

10、作为本发明的进一步技术方案：所述灭火控制模块包括控制芯片u1、mos管q1、三极管q2和球阀m，芯片u1的5脚和6脚连接球阀m一端，芯片u1的7脚和8脚连接球阀m另一端，芯片u1的1连接电阻r1，芯片u1的2脚连接电阻r2，芯片u1的3脚接地，芯片u1的4脚连接二极管d1的阴极和二极管d2的阴极，二极管d1的阳极连接电池端vbat+，二极管d2的阳极连接mos管q1的漏极，mos管q1的源极连接电阻r3、电阻r4、电阻r5和三极管q2的基极，三极管q2的集电极连接电阻r5的另一端、电阻r6和mos管q1的栅极，三极管q2的源极连接电阻r3的另一端、电阻r4的另一端和外部供电端vin。

11、作为本发明的进一步技术方案：所述芯片u1的型号为rz7889。

12、作为本发明的进一步技术方案：所述可视化人机交互模块包括急停、急喷按钮，协同联动通信模块包括声光报警器和断电控制器。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本申请所设计的防灭火装置主机，支持烟雾、火焰、co等参数的采集，通过对比检测参数与预设参数进行比较，超过预设参数立即实施灭火自动控制，执行灭火控制的电动球阀、电磁阀等装置集成于主机一体，且灭火控制逻辑存储于主机主控芯片中，可实现本地化控制，即使井下局域网与地面控制台断网也可离线运行。

15、2、本申请所设计的防灭火装置主机，通过在电源架构方案上进行创新，集成内部储能模块，以小电流的方式从外部供电模块中取电蓄能，用于给灭火控制模块中的电动球阀、电池阀等低频次、功耗大的组件单元进行供电，实现在供电设备取电困难，受电设备功耗大的双重问题下，能够远距离，多设备同时工作。

技术特征：

1.一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，包括数据采集模块、灭火控制模块、电源管理模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块，其特征在于，所述电源管理模块的输入端连接本安电源，电源管理模块的输出端分别给数据采集模块、灭火控制模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块供电，所述数据采集模块与光纤测温主机和烟雾、火焰或一氧化碳传感器的通信解调模块连接，所述灭火控制模块为电动球阀或电磁阀，电动球阀或电磁阀固定于主控设备上，其一端连接于灭火介质，另一端连接喷洒装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述电源管理模块包括外部供电模块和内部储能模块，外部供电模块用于给主机的各数据采集模块和可视化人机交互模块、协同联动通信模块组件单元进行供电，内部储能模块用于给灭火控制模块中的电动球阀、电池阀组件单元进行供电，内部储能模块在不执行电动球阀、电池阀动作时，是以小电流的方式从外部供电模块中取电蓄能，蓄能介质为充电电池、超级电容，所述储能模块以小电流从外部供电模块中取电蓄能时，具有充电电压限压保护功能。

3.根据权利要求2所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述内部储能模块包含充电控制单元、升压电路单元、保护电路和限流模块，限流模块一端连接输入电压ui，限流模块的另一端连接mos管q1的源极，mos管q1的栅极连接充电控制单元，mos管q1的漏极连接电池组e的正极和mos管q2的源极，mos管q2的漏极连接升压电路，mos管q2的栅极连接保护电路，升压电路的另一端连接输出电压uo。

4.根据权利要求3所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述限流模块采用slm6500芯片。

5.根据权利要求3所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述保护电路采用xb8089d芯片。

6.根据权利要求3所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述充电控制单元采用三极管和mos管结合的开关控制技术。

7.根据权利要求1所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述灭火介质为水、干粉或七氟丙烷。

8.根据权利要求7所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述灭火控制模块包括控制芯片u1、mos管q1、三极管q2和球阀m，芯片u1的5脚和6脚连接球阀m一端，芯片u1的7脚和8脚连接球阀m另一端，芯片u1的1连接电阻r1，芯片u1的2脚连接电阻r2，芯片u1的3脚接地，芯片u1的4脚连接二极管d1的阴极和二极管d2的阴极，二极管d1的阳极连接电池端vbat+，二极管d2的阳极连接mos管q1的漏极，mos管q1的源极连接电阻r3、电阻r4、电阻r5和三极管q2的基极，三极管q2的集电极连接电阻r5的另一端、电阻r6和mos管q1的栅极，三极管q2的源极连接电阻r3的另一端、电阻r4的另一端和外部供电端vin。

9.根据权利要求8所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述芯片u1的型号为rz7889。

10.根据权利要求1所述的一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，其特征在于，所述可视化人机交互模块包括急停、急喷按钮，协同联动通信模块包括声光报警器和断电控制器。

技术总结
本发明公开一种基于蓄电方案的煤矿用防灭火主控装置，属于消防领域，包括数据采集模块、灭火控制模块、电源管理模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块，所述电源管理模块的输入端连接本安电源，电源管理模块的输出端分别给数据采集模块、灭火控制模块、可视化人机交互模块和协同联动通信模块供电，本申请所设计的防灭火装置主机，通过在电源架构方案上进行创新，集成内部储能模块，以小电流的方式从外部供电模块中取电蓄能，用于给灭火控制模块中的电动球阀、电池阀等低频次、功耗大的组件单元进行供电，实现在供电设备取电困难，受电设备功耗大的双重问题下，能够远距离，多设备同时工作。

技术研发人员：全太锋,程俞瀚,吴佳乐
受保护的技术使用者：重庆光可巡科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13