【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及煤礦生產(chǎn)，具體地說(shuō)，是涉及一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、礦井通風(fēng)是保證礦井安全生產(chǎn)的主要手段之一，其目的是在生產(chǎn)過(guò)程中利用通風(fēng)系統(tǒng)向井下源源不斷輸送地面新鮮空氣供井下人員呼吸，并稀釋和排出有毒有害氣體及礦塵，從而確保井下良好的生產(chǎn)環(huán)境，保障人員的身體健康，所以有必要對(duì)礦井的通風(fēng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低維修費(fèi)用，并且還能提高通風(fēng)設(shè)備的可靠性，使其在最大程度上發(fā)揮作用，減少煤礦安全事故的發(fā)生。因此，建立健全一套可靠、有效的數(shù)字化礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)就顯得十分必要，其對(duì)礦企生產(chǎn)效益的提高具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2、目前，現(xiàn)有的一些礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)通訊要求，主要分為監(jiān)控主站和若干個(gè)監(jiān)控分站，監(jiān)控主站向各監(jiān)控分站發(fā)送命令，由監(jiān)控分站的傳感器組對(duì)礦井通風(fēng)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，例如甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、一氧化氮傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)壓風(fēng)速傳感器等，然后將采集的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控分站進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井空氣成分、空氣物理狀態(tài)以及與通風(fēng)活動(dòng)相關(guān)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并反饋至監(jiān)控主站，實(shí)現(xiàn)信息交互。
3、上述礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，基于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一方面，通信線路的架設(shè)較為麻煩，施工成本較高；另一方面，通信線路的架設(shè)也會(huì)限制到監(jiān)控分站點(diǎn)和傳感器組的布置，不能隨生產(chǎn)的進(jìn)行而靈活調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，導(dǎo)致容易出現(xiàn)監(jiān)測(cè)不到位的情況，無(wú)法有效實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井的通風(fēng)情況；第三，通信線路的架設(shè)在后期系統(tǒng)升級(jí)時(shí)還會(huì)帶來(lái)諸多不便，例如，在系統(tǒng)升級(jí)調(diào)試過(guò)程中，一些高壓動(dòng)力線可能會(huì)
4、綜上原因，有必要對(duì)礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供了一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。
2、本技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控主站，分布在井下的若干個(gè)監(jiān)控分站，以及與監(jiān)控分站連接、用于監(jiān)測(cè)礦井空氣成分、風(fēng)壓風(fēng)速和溫濕度的傳感器組，還包括與監(jiān)控主站連接的第一信號(hào)調(diào)理電路和與監(jiān)控分站連接的第二信號(hào)調(diào)理電路；所述第一信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)井下照明線路中的低壓電力線與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，使監(jiān)控主站和監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)通訊。
4、具體地，所述監(jiān)控主站和監(jiān)控分站結(jié)構(gòu)相同，均包括主控模塊，以及與主控模塊連接的晶振模塊、復(fù)位模塊和電源管理模塊；所述監(jiān)控分站的傳感器組通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與主控模塊連接。
5、具體地，所述電源管理模塊包括依次連接的電源模塊、第一抗干擾模塊、限流軟啟動(dòng)模塊、第二抗干擾模塊和dc-dc轉(zhuǎn)換模塊。
6、具體地，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括型號(hào)均為lm324的第一運(yùn)放模塊和第二運(yùn)放模塊，其中，所述第一運(yùn)放模塊引腳4接dc-dc轉(zhuǎn)換模塊，引腳1接第二運(yùn)放模塊引腳3；所述第二運(yùn)放模塊引腳3接傳感器組，同時(shí)該引腳3還經(jīng)一金屬膜電阻r7接地，第二運(yùn)放模塊引腳1接主控模塊。
7、具體地，所述第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊、功放濾波模塊和耦合模塊，以及同時(shí)與電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊和耦合模塊連接的接收濾波模塊；所述第一信號(hào)調(diào)理電路的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊與監(jiān)控主站連接，第一信號(hào)調(diào)理電路的耦合模塊與電力線連接；所述第二信號(hào)調(diào)理電路的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊與監(jiān)控分站連接，第二信號(hào)調(diào)理電路的耦合模塊與電力線連接。
8、作為優(yōu)選，所述電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊的型號(hào)為pl2102b-24i。
9、進(jìn)一步地，所述耦合模塊包括一端與電力線連接的電容c10，以及初級(jí)電感與電容c10另一端連接、且匝數(shù)比為10∶15的磁環(huán)線圈t；所述接收濾波模塊和功放濾波模塊均與磁環(huán)線圈t連接。
10、再進(jìn)一步地，所述接收濾波模塊包括與磁環(huán)線圈t的次級(jí)電感連接的雙向瞬態(tài)抑制二極管vd3，一端接磁環(huán)線圈t的次級(jí)電感、另一端經(jīng)電容c13接電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊的分壓電阻r14，以及均與磁環(huán)線圈t的次級(jí)電感連接的并聯(lián)諧振回路和過(guò)壓保護(hù)電路。
11、更進(jìn)一步地，所述功放濾波模塊包括與電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊連接的復(fù)合推挽放大電路，以及同時(shí)與復(fù)合推挽放大電路和磁環(huán)線圈t的次級(jí)電感連接的串聯(lián)諧振電路。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：
13、(1)本技術(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路，并接入井下照明線路中的低壓電力線，使監(jiān)控主站和監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)通訊，由于本技術(shù)直接采用了井下照明線路中的低壓電力線實(shí)現(xiàn)監(jiān)控主站與監(jiān)控分站之間的通訊，而這些電力線不僅分布足夠廣泛、鋪設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且能夠提供足夠多的監(jiān)測(cè)覆蓋面，并且很少有大型的電氣設(shè)備連接在這類線路上。因此，采用本技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，在保證監(jiān)控主站與監(jiān)控分站正常通訊的前提下，不僅施工簡(jiǎn)單、鋪設(shè)成本低廉，而且能夠隨生產(chǎn)的進(jìn)行而靈活調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，確保監(jiān)測(cè)的及時(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性，更重要的是還能保障設(shè)備受到相對(duì)較少的干擾，使得系統(tǒng)后期的升級(jí)更加方便。
14、(2)本技術(shù)在電源管理模塊中加入了抗干擾模塊和限流軟啟動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)，整體具有抗干擾能力強(qiáng)、輸出電壓穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，其中，抗干擾模塊可以有效消除電源輸入端與電路中的干擾信號(hào)，從而在配合低壓電力線的信號(hào)傳輸方式后，能進(jìn)一步地減少設(shè)備工作時(shí)受到的干擾；限流軟啟動(dòng)模塊用于限制電源輸入電流，從而降低系統(tǒng)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)刻的沖擊電流，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行更好的保護(hù)，提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。因此，本技術(shù)設(shè)計(jì)的電源管理模塊，非常適合在井下環(huán)境中為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電源。
15、(3)本技術(shù)設(shè)計(jì)合理、通訊方便、監(jiān)控靈活、且系統(tǒng)設(shè)備所受干擾小，因此具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
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1.一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控主站，分布在井下的若干個(gè)監(jiān)控分站，以及與監(jiān)控分站連接、用于監(jiān)測(cè)礦井空氣成分、風(fēng)壓風(fēng)速和溫濕度的傳感器組，其特征在于，還包括與監(jiān)控主站連接的第一信號(hào)調(diào)理電路和與監(jiān)控分站連接的第二信號(hào)調(diào)理電路；所述第一信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)井下照明線路中的低壓電力線與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，使監(jiān)控主站和監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控主站和監(jiān)控分站結(jié)構(gòu)相同，均包括主控模塊，以及與主控模塊連接的晶振模塊、復(fù)位模塊和電源管理模塊；所述監(jiān)控分站的傳感器組通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與主控模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理模塊包括依次連接的電源模塊、第一抗干擾模塊、限流軟啟動(dòng)模塊、第二抗干擾模塊和DC-DC轉(zhuǎn)換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括型號(hào)均為L(zhǎng)M324的第一運(yùn)放模塊和第二運(yùn)放模塊，其中，所述第一運(yùn)放模塊引腳4接DC-DC轉(zhuǎn)換模塊，引腳1接第二運(yùn)放模塊引腳3；所述第二運(yùn)放模塊引腳3接傳感器組，同時(shí)該
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4任一項(xiàng)所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路結(jié)構(gòu)相同，均包括依次連接的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊、功放濾波模塊和耦合模塊，以及同時(shí)與電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊和耦合模塊連接的接收濾波模塊；所述第一信號(hào)調(diào)理電路的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊與監(jiān)控主站連接，第一信號(hào)調(diào)理電路的耦合模塊與電力線連接；所述第二信號(hào)調(diào)理電路的電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊與監(jiān)控分站連接，第二信號(hào)調(diào)理電路的耦合模塊與電力線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊的型號(hào)為PL2102B-24I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合模塊包括一端與電力線連接的電容C10，以及初級(jí)電感與電容C10另一端連接、且匝數(shù)比為10∶15的磁環(huán)線圈T；所述接收濾波模塊和功放濾波模塊均與磁環(huán)線圈T連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述接收濾波模塊包括與磁環(huán)線圈T的次級(jí)電感連接的雙向瞬態(tài)抑制二極管VD3，一端接磁環(huán)線圈T的次級(jí)電感、另一端經(jīng)電容C13接電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊的分壓電阻R14，以及均與磁環(huán)線圈T的次級(jí)電感連接的并聯(lián)諧振回路和過(guò)壓保護(hù)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述功放濾波模塊包括與電力線通信調(diào)制解調(diào)模塊連接的復(fù)合推挽放大電路，以及同時(shí)與復(fù)合推挽放大電路和磁環(huán)線圈T的次級(jí)電感連接的串聯(lián)諧振電路。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控主站，分布在井下的若干個(gè)監(jiān)控分站，以及與監(jiān)控分站連接、用于監(jiān)測(cè)礦井空氣成分、風(fēng)壓風(fēng)速和溫濕度的傳感器組，其特征在于，還包括與監(jiān)控主站連接的第一信號(hào)調(diào)理電路和與監(jiān)控分站連接的第二信號(hào)調(diào)理電路；所述第一信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)井下照明線路中的低壓電力線與第二信號(hào)調(diào)理電路連接，使監(jiān)控主站和監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控主站和監(jiān)控分站結(jié)構(gòu)相同，均包括主控模塊，以及與主控模塊連接的晶振模塊、復(fù)位模塊和電源管理模塊；所述監(jiān)控分站的傳感器組通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與主控模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理模塊包括依次連接的電源模塊、第一抗干擾模塊、限流軟啟動(dòng)模塊、第二抗干擾模塊和dc-dc轉(zhuǎn)換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括型號(hào)均為lm324的第一運(yùn)放模塊和第二運(yùn)放模塊，其中，所述第一運(yùn)放模塊引腳4接dc-dc轉(zhuǎn)換模塊，引腳1接第二運(yùn)放模塊引腳3；所述第二運(yùn)放模塊引腳3接傳感器組，同時(shí)該引腳3還經(jīng)一金屬膜電阻r7接地，第二運(yùn)放模塊引腳1接主控模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4任一項(xiàng)所述的一種礦井通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路結(jié)構(gòu)相同，均包括...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閆永昌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：閆永昌，
類型：新型
國(guó)別省市：
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