專利名稱：礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測設(shè)備，特別涉及一種礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及英監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
目前，煤礦使用的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是采集礦井火災(zāi)發(fā)生時所產(chǎn)生的氣體及礦內(nèi)溫度的數(shù)據(jù)，送入計算機進行處理，實現(xiàn)礦井火災(zāi)的判斷與監(jiān)控，這種監(jiān)控設(shè)備和方法不能可靠地進行礦井自然發(fā)火的預(yù)測，從而不能及時地在火災(zāi)隱患地帶采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、擴展方便、抗干擾性強的礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置，是由電源電路、開停傳感器電路、光電隔離器電路、模入通道電路、液晶顯示電路、執(zhí)行器電路、聲光報警電路組成，其特點是在系統(tǒng)中設(shè)有轉(zhuǎn)換性能、監(jiān)視定時器的中央處理器電路、與CAN總線連接的通信接口電路和各種將井下環(huán)境對應(yīng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號的模擬量傳感器電路；中央處理器電路它包括單片機IC12、按鍵S1、非門U1A、U2A、晶體振蕩器Y2、電阻R31、R47、R48、電容C13～20、C22；EEPROM程序存儲器IC9、軟件監(jiān)視器IC26、電池電源BT1；IC12的53～60腳接分別IC13的23～28腳、1、2腳、IC10的10～17腳，1腳接R40的一端、+5V電源、IC13的11、22、18、12腳，62腳接IC13的3腳，68腳接IC13的8、21、15腳和地，23腳接IC13的4，61腳接IC13的5腳，40腳接IC13的6腳，2腳接地，26腳接IC9的5腳和R47一端，29腳接IC9的6腳和R48一端，R48、R47的另一端接IC9的8腳和+5V電源，IC9的1、2、3、4、7腳均接地；IC12的的6腳接IC7的5腳，19腳接IC7的8腳，20腳接IC6的9腳，21腳接10腳，22腳接11腳，52腳接IC10的21腳，51腳接20腳，50腳接31腳，48腳接R24的一端，46腳接IC26的10腳，45腳接R39一端，13腳接C22一端，14腳接IC12的12腳、C22另一端和地，16腳接C19一端、IC13的17腳、IC26的12腳和C14的一端，C14另一端接地，C19另一端接非門U2A的一端，U2A另一端接U1A的一端，U1A的另一端接R31一端、C20一端和按鍵S1的一端，S1另一端接C20另一端和+5V電源，R31另一端接地，67腳接晶體振蕩器Y2的一端和C18的一端，66腳接Y2另一端和C17的一端，C17和C18的另一端接地，18腳接執(zhí)行器中IC19的2腳，17腳接1腳；IC26的14腳接C15、C16的一端和+5V電源，0腳接電池電源BT1的正負極、C15、C16的另一端、1腳、2腳、6腳和地，4腳接C13一端，5腳接C13另一端和地。
通信接口電路它包括CAN總線、通訊控制器IC13、光電隔離器IC14、IC23、CAN總線收發(fā)器IC22、晶體振蕩器Y3、電阻R40、R49～R57、電容C25～C31；IC13的22腳和8腳接電容C29的兩端，18腳和21腳接C28的兩端，12腳和15腳接C27的兩端，9腳接C25和Y3一端，10腳接C26一端和Y3另一端，C25、C26另一端接地，13腳接R49一端，20腳接R50和R53一端，19腳接R51一端和IC23的6腳；IC14的5腳接C31的一端，2腳接+5V電源，3腳接R49另一端，6腳接R54一端、IC22的1腳和地，8腳接R54、C31另一端和+5V電源；IC23的8腳接R50、R51另一端，3腳接R52的一端，2腳接+5V電源，5腳接R53另一端、C32一端和地，C32另一端接+5V電源；IC22的3腳接+5V電源和C30一端，4腳接R52的另一端，2腳接C30另一端、R57一端和地，6腳接CAN總線、R55、R56一端，7腳接CAN總線、R55、R56另一端，8腳接R57的另一端。
模擬量傳感器電路它包括三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓源IC1、基準(zhǔn)電壓源IC2、氧氣傳感器IC3、溫度傳感器IC4、風(fēng)速傳感器IC5、煙霧傳感器IC11、一氧化碳傳感器IC15、芳香烴傳感器IC8、光電耦合器U1、運算放大器AR1、AR4～AR6、可變電阻R1～R3、電阻R6～R25、電解電容C35、電容C1～C3；基準(zhǔn)電壓源IC2的1腳接+12V電源、R6一端、R2的2腳、AR1的5腳，2腳接R7一端，3腳接R8一端和地，R8的另一端接AR1的2腳，R7的另一端接R1的1腳和3腳，R1的2腳接R6另一端、AR1的1腳和IC4的1腳，R2的3腳接R2的1腳、AR1的4腳、IC6的13腳，AR1的3腳接IC4的2腳和-12V電源；IC1的1腳接R9、R10、C35的一端、IC3的1腳，R9的另一端接+15V電源，2腳接R10另一端、C1、R13一端，3腳接C1另一端、R12一端，R12另一端接R13另一端、C35另一端、IC3的3腳和地，IC3的2腳接R14的一端，R14的另一端接AR5的1腳、R11的一端，R11另一端接R3的2腳，R3的3腳接1腳、AR5的4腳和IC6的15腳，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R15的一端，R15另一端接地；IC5的1腳接+5V電源，2腳接IC6的14腳，3腳接地；IC11的1腳接R16一端，R16另一端接光電耦合器U1的1腳，2腳接地，U1的3腳接R17的一端、AR6的1腳，R17另一端接R18的一端、AR6的4腳和IC6的12腳，R18另一端接R19一端和地，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，R19另一端接U1的4腳、AR6的2腳，IC11的2腳接+15V電源，3腳接地；IC15的1腳接+15V電源，2腳接R25一端，R25另一端接C2、R20一端，R20另一端接AR4的4腳、C3、R22一端和IC6的1腳，C3、R22另一端接R23一端和AR4的2腳，R23另一端接地，AR4的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，AR4的1腳接R21一端、C2另一端，R21另一端接地，IC15的3腳接地；IC8的1腳接+15V電源，3腳接地，2腳接R42的一端，R42另一端接R41一端、AR2的1腳，R41另一端接AR2的4腳、R43一端，R43另一端接AR3的1腳、R45一端，R45另一端接R4的2腳，R4的3腳接1腳、AR3的4腳和IC6的2腳，AR2的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R44一端，R44另一端接地，AR3的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R46的一端，R46另一端接地。
礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法是裝置中的傳感器組含一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、芳香烴傳感器、風(fēng)速傳感器、開/停傳感器，將井下環(huán)境的對應(yīng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，模擬量信號送入模入通道，開關(guān)量信號進行光電隔離；模入通道含放大器、多路開關(guān)、采樣保持器，對這些信號進行處理，轉(zhuǎn)換到單片機能接受的信號范圍內(nèi)，輸入到單片機的模擬信號輸入口，利用單片機80C196KC內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換；中央處理器將轉(zhuǎn)換后的各數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的報警極限值比較，如果達到報警值，則啟動聲光報警，燈泡將按一定頻率閃爍，揚聲器發(fā)出嘟嘟聲，同時通過執(zhí)行器關(guān)斷不安全設(shè)備；采集處理的結(jié)果通過LCD進行顯示；上位機的PC機與環(huán)境監(jiān)測節(jié)點之間通過CAN總線連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；下位機將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳給上位機，上位機顯示各個節(jié)點處的溫度、一氧化碳濃度、芳香烴濃度、煙霧濃度、氧氣濃度、風(fēng)速及開/停狀態(tài)，下位機各參數(shù)的報警值用上位機修改。
本發(fā)明的有益效果是礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置中央處理器采用80C196KC微控制器性能強、功耗低、工作效率高、具有高可靠性，可降低裝置的造價；可根據(jù)礦井的巷道分布情況布置多個環(huán)境監(jiān)測節(jié)點，實現(xiàn)對礦井內(nèi)溫度、一氧化碳濃度、氧氣濃度、芳香烴濃度、煙霧、風(fēng)速等多種參數(shù)的采集，可完成軟件實時監(jiān)控、自然發(fā)火的預(yù)測預(yù)報、超限聲光報警及發(fā)生險情即時關(guān)閉設(shè)備的功能；本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、擴展方便，抗干擾性強，便于維護的特點。
以下結(jié)合附圖以實施例具體說明。


圖1示礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2示圖1的中央處理器電路、通信接口電路、液晶顯示電路、執(zhí)行器電路、光電隔離電路、開關(guān)量傳感器電路、模入通道電路原理圖。
圖3示圖1的模擬量傳感器電路、聲光報警電路和電源線路原理圖。
圖中，1-模擬量傳感器電路；2-模入通道電路；3-液晶顯示器電路；4-通信接口電路；5-中央處理器電路；6-聲光報警器電路；7-執(zhí)行器電路；8-光電隔離器電路；9-開關(guān)量傳感器電路；10-電源電路；IC1-三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓源；IC2-基準(zhǔn)電壓源；IC3-氧氣傳感器；IC4-溫度傳感器；IC5-風(fēng)速傳感器；IC6-多路模擬開關(guān)；IC7-采樣保持器；IC8-芳香烴傳感器；IC9-EEPOM程序存儲器；IC10-液晶顯示驅(qū)動器；IC11-煙霧傳感器；IC12-中央處理器；IC13-CAN總線通訊控制器；IC14-光電隔離器；IC15-一氧化碳傳感器；IC16-三端固定正穩(wěn)壓電源；IC17-開/停傳感器；IC18光電隔離集成芯片；IC19-達林頓驅(qū)動器；IC20-繼電器；IC21-繼電器；IC22-CAN總線收發(fā)器；IC23-光電隔離器；IC24-DC-DC轉(zhuǎn)換器；IC25-三端固定負穩(wěn)壓器；IC26-軟件監(jiān)視器；U1-光電耦合器；R1～R5-可變電阻；R6～R57-電阻；R58～R59-壓敏電阻；Y1～Y3-晶體振蕩器；C1-電容；C4、C6、C11、C12、C35-電解電容；C5、C8、C9、C10、C13～C34-電容；AR1～AR7-運算放大器；D1、D2-整流橋；D3～D5-二極管；D6、D7-穩(wěn)壓二極管；Q1、Q2-三極管；U1A、U2A-非門；DS1-燈泡；LS1-蜂鳴器；TF1-變壓器；BT1-電池電源；S1-按鍵；L1-電感具體實施方式
參照附圖，礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置是由模擬量傳感器電路1、模入通道電路2、液晶顯示器電路3、通信接口電路4、中央處理器電路5、聲光報警器電路6、執(zhí)行器電路7、光電隔離器電路8、開關(guān)量傳感器電路9和電源電路10組成。
電源電路10(見附圖3)是用220V電源，通過變壓器TF1輸出所需用的電，TF1的1腳、2腳接220V電源，3腳接整流橋D1的1腳，4腳接D2的3腳，5腳接D1的3腳、D2的1腳，D1、D2的2腳連接并接電解電容，C4的負極、C6的正極、C5、C7、C8、C9、二極管D3、D4的一端、IC16、IC25的2腳和地，D1的4腳接C4的正極、C5另一端、IC16的1腳，IC16的3腳接C8、D3的另一端和輸出+15V/12V電源，D2的4腳接C6的負極、C7另一端、IC25的3腳，IC25的1腳接C9、D4另一端輸出-15V/-12V電源；電源電路還包括DC-DC轉(zhuǎn)換器IC4、電感L1，IC24的1腳接R28的一端，2腳接R28另一端、R27一端、IC24的8腳，3腳接R27另一端、C11的正極、二極管D5一端，4腳接R29、R30的一端，R29的另一端接C11的負極和地，5腳接C12負極、C10一端和地，6腳接C10另一端，7腳接穩(wěn)壓二極管D6一端、電感L1一端，C12的正極接R30另一端、電感L1的另一端和+5V電源，D6另一端接地。
模擬量傳感器電路1(見附圖3)是由一氧化碳傳感器IC15、氧氣傳感器IC3、溫度傳感器IC4、煙霧傳感器IC11、芳香烴傳感器IC8、風(fēng)速傳感器IC5、開/停傳感器IC17、光電耦合器U1、運算放大器AR1、AR4～6、可變電阻R1～3、電阻R6～25、電解電容C35、電容C1～C3、可調(diào)基準(zhǔn)電壓源IC1和基準(zhǔn)電壓電源IC2組成?；鶞?zhǔn)電壓源IC2的1腳接+12V電源、R6一端、R2的2腳、AR1的5腳，2腳接R7一端，3腳接R8一端和地，R8的另一端接AR1的2腳，R7的另一端接R1的1腳和3腳，R1的2腳接R6另一端、AR1的1腳和IC4的一端，R2的3腳接R2的1腳、AR1的4腳、IC6的13腳，AR1的3腳接IC4的另一端和-12V電源；IC1的1腳接R9、R10、C35的一端、IC3的1腳，2腳接R10另一端、C1、R13一端，3腳接C1另一端、R12一端，R12另一端接R13另一端、C35另一端、IC3的3腳和地，IC3的2腳接R14的一端，R14的另一端接AR5的1腳、R11的一端，R11另一端接R3的2腳，R3的3腳接1腳、AR5的4腳和IC6的15腳，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R15的一端，R15另一端接地；IC5的1腳接+5V電源，2腳接IC6的14腳，3腳接地，IC11的1腳接R16一端，R16另一端接光電耦合器U1的1腳，2腳接地，3腳接R17的一端、AR6的1腳，R17另一端接R18的一端、AR6的4腳和IC6的12腳，R18另一端接R19一端和地，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，R19另一端接U1的4腳、AR6的2腳，IC11的2腳接+15V電源，3腳接地；IC15的1腳接+15V電源，2腳接R25一端，R25另一端接C2、R20一端，R20另一端接AR4的4腳、C3、R22一端和IC6的1腳，C3、R22另一端接R23一端和AR4的2腳，R23另一端接地，AR4的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，AR4的1腳接R21一端、C2另一端，R21另一端接地，IC15的3腳接地；IC8的1腳接+15V電源，3腳接地，2腳接R42的一端，R42另一端接R41一端、AR2的1腳，R41另一端接AR2的4腳、R43一端，R43另一端接AR3的1腳、R45一端，R45另一端接R4的2腳，R4的3腳接1腳、AR3的4腳和IC6的2腳，AR2的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R44一端，R44另一端接地，AR3的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R46的一端，R46另一端接地。
通過上述傳感器將井下環(huán)境的對應(yīng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號、模擬量信號送入模入通道，開關(guān)量信號進行光電隔離。
模入通道電路2(見附圖2)對模擬量信號進行預(yù)處理，轉(zhuǎn)換成單片機能接受的信號，輸入到信號輸入口。模入通道2它包括多路模擬開關(guān)IC6、采樣保持器IC7和電容C2；IC6的3腳接IC7的3腳，6腳接+5V電源，7腳接8腳和地，16腳接+5V電源；IC7的1腳接+5V電源，7腳接C21一端和地，C21另一端接IC7的6腳，4腳接-15V電源。
液晶顯示器電路3(見附圖2)它包括液晶顯示驅(qū)動器IC10、晶體振蕩器Y1、電容C33、C34；IC10的10～17腳連接主線并與IC12的53～60腳、IC13的23～28、1、2腳連接，61腳接+5V電源，21腳接IC12的52腳，20腳接IC12的51腳，31腳接IC12的50腳，66腳接Y1一端、C34一端，67腳接Y1另一端、C33一端，C33、C34的另一端接地，63腳接地。
通信接口電路4(見附圖2)主要包括CAN總線通訊控制器IC13、光電隔離器IC14、IC23、CAN總線收發(fā)器IC22、晶體振蕩器Y3、電阻R40、R49～R57、電容C25～C31；IC13的22腳和8腳接電容C29的兩端，18腳和21腳接C28的兩端，12腳和15腳接C27的兩端，9腳接C25和Y3一端，10腳接C26一端和Y3另一端，C25、C26另一端接地，13腳接R49一端，20腳接R50和R53一端，19腳接R51一端和IC23的6腳；IC14的5腳接C31的一端，2腳接+5V電源，3腳接R49另一端，6腳接R54一端、IC22的1腳和地，8腳接R54、C31另一端和+5V電源；IC23的8腳接R50、R51另一端，3腳接R52的一端，2腳接+5V電源，5腳接R53另一端、C32一端和地，C32另一端接+5V電源；IC22的3腳接+5V電源和C30一端，4腳接R52的另一端，2腳接C30另一端、R57一端和地，6腳接CAN總線、R55、R56一端，7腳接CAN總線、R55、R56另一端，8腳接R57的另一端。
中央處理器電路5(見附圖2)它包括單片機IC12、按鍵S1、非門U1A、U2A、晶體振蕩器Y2、電阻R31、R47、R48、電容C13～C20、C22、EEPROM程序存儲器IC9、軟件監(jiān)視器IC26、電池電源BT1；IC12的53～60腳分別接IC13的23～28腳、1、2腳、IC10的10～17腳，1腳接R40的一端、+5V電源、IC13的11、22、18、12腳，62腳接IC13的3腳，68腳接IC13的8、21、15腳和地，23腳接IC13的4，61腳接IC13的5腳，40腳接IC13的6腳，2腳接地，26腳接IC9的5腳和R47一端，29腳接IC9的6腳和R48一端，R48、R47的另一端接IC9的8腳和+5V電源，IC9的1、2、3、4、7腳均接地；IC12的的6腳接IC7的5腳，19腳接IC7的8腳，20腳接IC6的9腳，21腳接10腳，22腳接11腳，52腳接IC10的21腳，51腳接20腳，50腳接31腳，48腳接R24的一端，46腳接IC26的10腳，16腳接R39一端，13腳接C22一端，14腳接IC12的12腳、C22另一端和地，16腳接C19一端、IC13的17腳、IC26的12腳和C14的一端，C14另一端接地，C19另一端接非門U2A的一端，U2A另一端接U1A的一端，U1A的另一端接R31一端、C20一端和按鍵S1的一端，S1另一端接C20另一端和+5V電源，R31另一端接地，67腳接晶體振蕩器Y2的一端和C18的一端，66腳接Y2另一端和C17的一端，C17和C18的另一端接地，18腳接執(zhí)行器中IC19的2腳，17腳接1腳；IC26的14腳接C15、C16的一端和+5V電源，0腳接電池電源BT1的正負極、C15、C16的另一端、1腳、2腳、6腳和地，4腳接C13一端，5腳接C13另一端和地。
聲光報警器電路6(見附圖3)是用聲和光報警的裝置，它包括運算放大器AR7、蜂鳴器LS1、燈泡DS1、三極管Q1、可調(diào)電阻R5、電阻R35～R39、穩(wěn)壓二極管D7、電容C23、C24。AR7的1腳接R5的2腳，R5的1腳接AR7的8腳，3腳接AR7的7腳和+12V電源，AR7的2腳接R38、C23的一端，C23的另一端接地，R38的另一端接R37、R36、D7、DS1的一端和LS1的1腳，LS1的2腳接DS1另一端、Q1的集電極，Q1的發(fā)射極接D7的另一端和地，Q1的基極接R39的另一端，AR7的3腳接R35的一端、R36的另一端，R35的另一端接地，AR7的4腳接C24的一端和-12V電源，C24的另一端接地，8腳接R5的1腳，6腳接R37的另一端。
執(zhí)行器電路7(見附圖2)它包括達林頓驅(qū)動器IC19、繼電器IC20、IC21，三極管Q2、壓敏電阻R58、R59和電阻R32～R34；IC19的8腳接地，9腳接R32的一端，R32另一端接R34一端、三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接R33的一端、IC20、IC21的1腳，發(fā)射極接R34另一端、IC20、IC21的2腳和地，R33另一端接+5V電源，IC20的3腳、4腳分別接R58兩端，IC21的3腳、4腳分別接R59的兩端。
光電隔離器電路8(見附圖2)是降低干擾的，它包括光電隔離集成芯片IC18、R24、R26；IC18的10腳接+15V電源和2腳，15腳接R26的一端、16腳和地，17腳接18腳，9腳接地，4腳接12腳和-15V電源，7腳接8腳和R24另一端。
開關(guān)量傳感器電路9(見附圖2)，是由開/停傳感器IC17組成，IC17的1腳接+15V電源，2腳接R26的另一端，3腳接地。
礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法是應(yīng)用模擬量傳感器電路1中的一氧化碳傳感器IC15，氧氣傳感器IC3、溫度傳感器IC4、煙霧傳感器IC11、風(fēng)速傳感器IC5、開/停傳感器IC17和芳香烴傳感器IC8將井下環(huán)境的對應(yīng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，模擬量信號送入模入通道電路2，開關(guān)量傳感器電路9將信號輸進到光電隔離器電路8進行光電隔離，直接送入中央處理器電路5。模入通道電路2對這些信號進行處理，轉(zhuǎn)換成單片機IC12能接受的信號范圍，輸入到單片機IC12的模擬信號輸入口，利用單片機IC12的80C196KC內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換。中央處理器電路5將轉(zhuǎn)換后的各數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的報警極限值比較，如果達到報警值，則啟動聲光報警器電路6進行聲光報警，同時執(zhí)行器電路7關(guān)斷不安全設(shè)備，采集處理的結(jié)果通過LCD進行顯示，上機位的PC機與環(huán)境監(jiān)測節(jié)點之間通過CAN總線連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。下機位將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳給上機位，上機位可形象地顯示各個節(jié)點處溫度、一氧化碳濃度，芳香烴濃度，煙霧濃度、氧氣濃度、風(fēng)速及開/停狀態(tài)，下位機各個參數(shù)的報警值可用上位機修改。智能節(jié)點中心部分芯片用干電池供電，其余用電網(wǎng)供電，通過整流橋D1、D2的濾波，穩(wěn)壓后提供電源。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、擴展方便，抗干擾性強，便于維護等特點。
權(quán)利要求
1.一種礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，裝置由電源電路(10)、模入通道電路(2)、液晶顯示電路(3)、聲光報警電路(6)、執(zhí)行器電路(7)、光電隔離電路(8)、開關(guān)量傳感器電路(9)組成，其特征在于在系統(tǒng)中設(shè)置了中央處理器電路(5)包括單片機IC12、按鍵S1、非門U1A、U2A、晶體振蕩器Y2、電阻R31、R47、R48、電容C13～20、C22；EEPROM程序存儲器IC9、軟件監(jiān)視器IC26、電池電源BT1；IC12的53～60腳分別接IC13的23～28腳、1、2腳、IC10的10～17腳，1腳接R40的一端、+5V電源、IC13的11、22、18、12腳，62腳接IC13的3腳，68腳接IC13的8、21、15腳和地，23腳接IC13的4，61腳接IC13的5腳，40腳接IC13的6腳，2腳接地，26腳接IC9的5腳和R47一端，29腳接IC9的6腳和R48一端，R48、R47的另一端接IC9的8腳和+5V電源，IC9的1、2、3、4、7腳均接地；IC12的的6腳接IC7的5腳，19腳接IC7的8腳，20腳接IC6的9腳，21腳接10腳，22腳接11腳，52腳接IC10的21腳，51腳接20腳，50腳接31腳，48腳接R24的一端，46腳接IC26的10腳，45腳接R39一端，13腳接C22一端，14腳接IC12的12腳、C22另一端和地，16腳接C19一端、IC13的17腳、IC26的12腳和C14的一端，C14另一端接地，C19另一端接非門U2A的一端，U2A另一端接U1A的一端，U1A的另一端接R31一端、C20一端和按鍵S1的一端，S1另一端接C20另一端和+5V電源，R31另一端接地，67腳接晶體振蕩器Y2的一端和C18的一端，66腳接Y2另一端和C17的一端，C17和C18的另一端接地，18腳接執(zhí)行器中IC19的2腳，17腳接1腳；IC26的14腳接C15、C16的一端和+5V電源，0腳接電池電源BT1的正負極、C15、C16的另一端、1腳、2腳、6腳和地，4腳接C13一端，5腳接C13另一端和地。
2.一種礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，其特征在于裝置中的傳感器組含一氧化碳傳感器IC15、氧氣傳感器IC3、溫度傳感器IC4、煙霧傳感器IC11、芳香烴傳感器IC8、風(fēng)速傳感器IC5、開/停傳感器IC17，將井下環(huán)境的對應(yīng)參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，模擬量信號送入模入通道，開關(guān)量信號進行光電隔離；模入通道含放大器、多路開關(guān)、采樣保持器，對這些信號進行處理，轉(zhuǎn)換到單片機能接受的信號范圍內(nèi)，輸入到單片機的模擬信號輸入口，利用單片機80C196KC內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換；中央處理器將轉(zhuǎn)換后的各數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的報警極限值比較，如果達到報警值，則啟動聲光報警，燈泡將按一定頻率閃爍，揚聲器發(fā)出嘟嘟聲，同時通過執(zhí)行器關(guān)斷不安全設(shè)備；采集處理的結(jié)果通過LCD進行顯示；上位機的PC機與環(huán)境監(jiān)測節(jié)點之間通過CAN總線連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；下位機將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳給上位機，上位機顯示各個節(jié)點處的溫度、一氧化碳濃度、芳香烴濃度、煙霧濃度、氧氣濃度、風(fēng)速及開/停狀態(tài)，下位機各參數(shù)的報警值用上位機修改。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，其特征在于裝置中的通信接口電路4它包括CAN總線、通訊控制器IC13、光電隔離器IC14、IC23、CAN總線收發(fā)器IC22、晶體振蕩器Y3、電阻R40、R49～R57、電容C25～C31；IC13的22腳和8腳接電容C29的兩端，18腳和21腳接C28的兩端，12腳和15腳接C27的兩端，9腳接C25和Y3一端，10腳接C26一端和Y3另一端，C25、C26另一端接地，13腳接R49一端，20腳接R50和R53一端，19腳接R51一端和IC23的6腳；IC14的5腳接C31的一端，2腳接+5V電源，3腳接R49另一端，6腳接R54一端、IC22的1腳和地，8腳接R54、C31另一端和+5V電源；IC23的8腳接R50、R51另一端，3腳接R52的一端，2腳接+5V電源，5腳接R53另一端、C32一端和地，C32另一端接+5V電源；IC22的3腳接+5V電源和C30一端，4腳接R52的另一端，2腳接C30另一端、R57一端和地，6腳接CAN總線、R55、R56一端，7腳接CAN總線、R55、R56另一端，8腳接R57的另一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，其特征在于裝置中的模擬量傳感器電路(1)它包括三端可調(diào)基準(zhǔn)電壓源IC1、基準(zhǔn)電壓源IC2、氧氣傳感器IC3、溫度傳感器IC4、風(fēng)速傳感器IC5、煙霧傳感器IC11、一氧化碳傳感器IC15、芳香烴傳感器IC8、光電耦合器U1、運算放大器AR1、AR4～AR6、可變電阻R1～R3、電阻R6～R25、電解電容C35、電容C1～C3；基準(zhǔn)電壓源IC2的1腳接+12V電源、R6一端、R2的2腳、AR1的5腳，2腳接R7一端，3腳接R8一端和地，R8的另一端接AR1的2腳，R7的另一端接R1的1腳和3腳，R1的2腳接R6另一端、AR1的1腳和IC4的1腳，R2的3腳接R2的1腳、AR1的4腳、IC6的13腳，AR1的3腳接IC4的2腳和-12V電源；IC1的1腳接R9、R10、C35的一端、IC3的1腳，R9的另一端接+15V電源，2腳接R10另一端、C1、R13一端，3腳接C1另一端、R12一端，R12另一端接R13另一端、C35另一端、IC3的3腳和地，IC3的2腳接R14的一端，R14的另一端接AR5的1腳、R11的一端，R11另一端接R3的2腳，R3的3腳接1腳、AR5的4腳和IC6的15腳，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R15的一端，R15另一端接地；IC5的1腳接+5V電源，2腳接IC6的14腳，3腳接地；IC11的1腳接R16一端，R16另一端接光電耦合器U1的1腳，2腳接地，U1的3腳接R17的一端、AR6的1腳，R17另一端接R18的一端、AR6的4腳和IC6的12腳，R18另一端接R19一端和地，3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，R19另一端接U1的4腳、AR6的2腳，IC11的2腳接+15V電源，3腳接地；IC15的1腳接+15V電源，2腳接R25一端，R25另一端接C2、R20一端，R20另一端接AR4的4腳、C3、R22一端和IC6的1腳，C3、R22另一端接R23一端和AR4的2腳，R23另一端接地，AR4的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，AR4的1腳接R21一端、C2另一端，R21另一端接地，IC15的3腳接地；IC8的1腳接+15V電源，3腳接地，2腳接R42的一端，R42另一端接R41一端、AR2的1腳，R41另一端接AR2的4腳、R43一端，R43另一端接AR3的1腳、R45一端，R45另一端接R4的2腳，R4的3腳接1腳、AR3的4腳和IC6的2腳，AR2的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R44一端，R44另一端接地，AR3的3腳接-12V電源，5腳接+12V電源，2腳接R46的一端，R46另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明屬煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測設(shè)備，特別涉及一種礦井自然發(fā)火監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，由電源電路(10)、模入通道電路(2)、液晶顯示電路(3)、聲光報警電路(6)、執(zhí)行器電路(7)、光電隔離電路(8)、開關(guān)量傳感器電路(9)組成，在系統(tǒng)中設(shè)置了中央處理器電路(5)包括單片機IC
文檔編號E21F17/00GK1664312SQ20051004562
公開日2005年9月7日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者付華, 王傳英, 杜曉坤 申請人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)