專利名稱：一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦瓦斯檢測(cè)技術(shù)，具體地說，是涉及一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭資源是社會(huì)中最主要的資源之一，其開采效率直接關(guān)系著國(guó)計(jì)民生，但是，隨著開采力度的加大，煤礦事故卻時(shí)有發(fā)生，根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，造成煤礦安全事故的最主要因素之一便是瓦斯泄露。目前，大多數(shù)礦井都設(shè)有可進(jìn)行瓦斯泄漏檢測(cè)以及瓦斯?jié)舛葴y(cè)定的瓦斯傳感器， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井中的瓦斯進(jìn)行取樣分析。一般瓦斯傳感器可分為接觸燃燒式、半導(dǎo)體式、熱傳導(dǎo)式熱阻體式三種傳感器，且還有有線、無線之分，早期的瓦斯傳感器都是有線瓦斯傳感器，近期才逐漸出現(xiàn)了無線電瓦斯傳感器。在瓦斯傳感器的安裝方面，不同的煤礦采用了不同的安裝方式，主要有以下幾種情況1.瓦斯傳感器作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備安裝于煤礦的坑道之中；2.瓦斯傳感器與用于對(duì)井下人員進(jìn)行定位的識(shí)別卡合二為一；3.瓦斯傳感器與連接識(shí)別卡的基站合二為一；4.瓦斯傳感器與井下人員的礦燈、識(shí)別卡集成于一體。無論是上述何種安裝方式，短則一周，長(zhǎng)則兩周，都需要對(duì)瓦斯傳感器進(jìn)行校正。 但是，相對(duì)瓦斯傳感器來說，瓦斯傳感器校正儀的體積和重量都要大得多。如果將瓦斯傳感器作為一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備安裝于井下坑道之中；或者將瓦斯傳感器與基站合二為一，則需要將瓦斯傳感器校正儀帶入礦井中去進(jìn)行一一校正，或者把瓦斯傳感器或基站拆下來，然后帶到井上進(jìn)行校正，之后再將瓦斯傳感器或基站重新安裝好。顯然，這兩種方法都相當(dāng)?shù)暮臅r(shí)、耗財(cái)，使用非常不便。如果瓦斯傳感器與用于對(duì)井下人員進(jìn)行定位的識(shí)別卡合二為一， 或者瓦斯傳感器與井下人員的礦燈、識(shí)別卡集成在一起，那么瓦斯傳感器必然選擇無線瓦斯傳感器，這兩種方式下雖然每天都能夠?qū)⑼咚箓鞲衅鲙С龅V井，與前面兩種安裝方式相比更為便利，但是，仍然需要人工對(duì)其一一進(jìn)行調(diào)零和靈敏度校正，工作量仍然很大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中瓦斯傳感器通過人工校正工作量大等缺陷。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，包括集成有無線瓦斯傳感器的識(shí)別卡，另外，還設(shè)置有通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述識(shí)別卡連接的無線瓦斯校正儀。通過將無線瓦斯校正儀設(shè)置于礦井工作人員的必經(jīng)之路上，利用無線網(wǎng)絡(luò)便可對(duì)識(shí)別卡內(nèi)的無線瓦斯傳感器進(jìn)行校正，十分方便。[0013]所述無線瓦斯校正儀包括校正儀天線、與該校正儀天線連接的雙工器、與該雙工器的信號(hào)輸入端連接的信號(hào)發(fā)射裝置、與該信號(hào)發(fā)射裝置的信號(hào)輸入端連接的CPU，以及連接該CPU與雙工器的信號(hào)輸出端的信號(hào)接收裝置。所述信號(hào)發(fā)射裝置由順次連接的功率放大器、第一電壓放大器、變頻器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端與CPU連接，而功率放大器的信號(hào)輸出端與雙工器連接。進(jìn)一步地，所述信號(hào)接收裝置由順次連接的第二電壓放大器、下變頻器、第三電壓放大器、解調(diào)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，且所述第二電壓放大器的信號(hào)輸入端與雙工器連接， 而模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與CPU連接。更進(jìn)一步地，所述識(shí)別卡包括識(shí)別卡CPU，分別與該識(shí)別卡CPU連接的第一信號(hào)處理裝置、供電電池和電池電量檢測(cè)裝置，以及與所述第一信號(hào)處理裝置連接的識(shí)別卡天線。 通過電池電量檢測(cè)裝置對(duì)供電電池的檢測(cè)，從而保證有充足的電量供給，使得各元器件能正常工作。所述無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸出端通過第二信號(hào)處理裝置與識(shí)別卡CPU連接，同時(shí)識(shí)別卡CPU的信號(hào)輸出端還與該無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸入端連接。由于無線瓦斯傳感器是集成到識(shí)別卡上的，于是能隨識(shí)別卡一起進(jìn)出礦井，攜帶方便，而且能保證每個(gè)進(jìn)入到礦井內(nèi)的無線瓦斯傳感器都能得到校正。所述第二信號(hào)處理裝置包括與所述無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸出端連接的電壓放大器，以及信號(hào)輸入端與該電壓放大器連接、信號(hào)輸出端與所述識(shí)別卡CPU連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于1.本實(shí)用新型利用無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無線瓦斯傳感器與無線瓦斯校正儀之間的信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)無線瓦斯傳感器的自動(dòng)校正，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工校正無線瓦斯傳感作量大的問題；2.本實(shí)用新型中無線瓦斯校正儀設(shè)置于礦井工作人員的必經(jīng)之路上，而無線瓦斯傳感器集成于工作人員佩帶的識(shí)別卡內(nèi)，因此，無線瓦斯傳感器的校正工作在礦井工作人員經(jīng)過無線瓦斯校正儀的同時(shí)便自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了，無須對(duì)無線瓦斯傳感器專門進(jìn)行校正，既節(jié)約了時(shí)間，又減少了工作量；3.本實(shí)用新型通過在信號(hào)發(fā)射裝置和信號(hào)接收裝置之間設(shè)置雙工器，來避免了兩者之間信號(hào)的干擾問題，保證了無線瓦斯校正儀的正常工作；4.本實(shí)用新型通過無線瓦斯校正儀對(duì)無線瓦斯傳感器進(jìn)行自動(dòng)校正，避免了人工校正可能出現(xiàn)的遺漏問題，保證了無線瓦斯傳感器靈敏度的準(zhǔn)確性，從而為煤礦瓦斯的濃度檢測(cè)提供了切實(shí)有效的依據(jù)，為煤礦安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；圖2為本實(shí)用新型中無線瓦斯校正儀的系統(tǒng)框圖；圖3為本實(shí)用新型中識(shí)別卡內(nèi)部的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖廣3所示，本實(shí)用新型包括集成有無線瓦斯傳感器的識(shí)別卡和無線瓦斯校正儀兩部分，二者之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳輸。其中，無線瓦斯傳感器與設(shè)有工作人員身份的識(shí)別卡集成一體，方便攜帶，當(dāng)然，無線瓦斯傳感器也可以與工作人員隨身攜帶的礦燈集成一體；無線瓦斯校正儀設(shè)置于礦井中工作人員必經(jīng)之路上，以保證每個(gè)識(shí)別卡內(nèi)的無線瓦斯傳感器均能得到及時(shí)校正。無線瓦斯校正儀由校正儀天線、雙工器、信號(hào)發(fā)射裝置、CPU,以及信號(hào)接收裝置組成；校正儀天線與雙工器連接，而雙工器的信號(hào)輸入端通過信號(hào)發(fā)射裝置與CPU的信號(hào)輸出端連接，其信號(hào)輸出端則通過信號(hào)接收裝置與CPU的信號(hào)輸入端連接，使得通過校正儀天線的接收和發(fā)射信號(hào)互不干擾。上述裝置中，信號(hào)發(fā)射裝置由順次連接的功率放大器、第一電壓放大器、變頻器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，且數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端與CPU連接，功率放大器的信號(hào)輸出端與雙工器的信號(hào)輸入端連接。信號(hào)發(fā)射裝置主要是對(duì)待發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行處理使之滿足發(fā)射要求。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的功能在于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；變頻器主要用于對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行變頻，使信號(hào)更有利于傳輸和后續(xù)處理；而第一電壓放大器和功率放大器則是對(duì)變頻后的信號(hào)進(jìn)行電壓和功率的放大，使之滿足信號(hào)發(fā)射的要求。信號(hào)接收裝置由順次連接的第二電壓放大器、下變頻器、第三電壓放大器、解調(diào)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，且第二電壓放大器的信號(hào)輸入端與雙工器的信號(hào)輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與CPU連接。信號(hào)接收裝置主要功能在于完成對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理。其中，第二電壓放大器用于對(duì)接收到的信號(hào)的電壓進(jìn)行初步放大，以便于后續(xù)的頻率變換；下變頻器用于對(duì)進(jìn)行了電壓放大處理的信號(hào)進(jìn)行變頻；第三電壓放大器則是對(duì)變頻后的信號(hào)進(jìn)行再次放大，以便于信號(hào)的解調(diào)，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器則是將調(diào)制解調(diào)后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。識(shí)別卡包括識(shí)別卡CPU，分別與該識(shí)別卡CPU連接的第一信號(hào)處理裝置、供電電池和電池電量檢測(cè)裝置，以及與第一信號(hào)處理裝置連接的識(shí)別卡天線。第一信號(hào)處理裝置由第四電壓放大器、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，且第四電壓放大器的信號(hào)輸入端與識(shí)別卡天線連接，而其信號(hào)輸出端則通過數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器與CPU連接，主要作用在于一方面對(duì)識(shí)別卡CPU發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砣缧盘?hào)放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，使識(shí)別卡天線能將信號(hào)順利發(fā)射出去；另一方面對(duì)識(shí)別卡天線接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等，以保證識(shí)別卡CPU 能正常處理信號(hào)；電池電量檢測(cè)裝置為BQ27000芯片，主要用于檢測(cè)識(shí)別卡內(nèi)供電電池的電量，以便于及時(shí)更換。由于無線瓦斯傳感器與內(nèi)置有工作人員身份信息的識(shí)別卡集成于一體，因此，在無線瓦斯傳感器與識(shí)別卡CPU之間設(shè)置有由電壓放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成的第二信號(hào)處理裝置，用于對(duì)無線瓦斯傳感器采集的瓦斯數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中，無線瓦斯傳感器的輸出端與電壓放大器的信號(hào)輸入端連接，而電壓放大器的信號(hào)輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與識(shí)別卡 CPU連接，同時(shí)單獨(dú)設(shè)置有連接識(shí)別卡CPU與無線瓦斯傳感器的數(shù)據(jù)線，用于傳輸無線瓦斯傳感器的校正信息。本實(shí)用新型包括以下兩個(gè)工作過程[0035]一、無線瓦斯校正儀對(duì)識(shí)別卡內(nèi)的無線瓦斯傳感器進(jìn)行校正首先，無線瓦斯傳感器將自身的狀態(tài)信息經(jīng)過電壓放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸給識(shí)別卡CPU，并在識(shí)別卡CPU的控制下與工作人員的身份信息一起經(jīng)第二信號(hào)處理裝置后由識(shí)別卡CPU發(fā)射出去；校正儀天線接收到來自識(shí)別卡天線發(fā)射出來的無線瓦斯傳感器信息和工作人員身份信息之后，經(jīng)雙工器進(jìn)入信號(hào)接收裝置，依次進(jìn)行電壓初步放大、變頻、電壓再次放大、信號(hào)解調(diào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)入CPU ;CPU根據(jù)無線瓦斯傳感器的當(dāng)前信息生成相應(yīng)的校正信號(hào)，并與工作人員身份信息一起傳輸出去。CPU傳輸出來的校正信號(hào)與工作人員身份信息，在信號(hào)發(fā)射裝置中依次進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、頻率變換、電壓放大和功率放大，然后經(jīng)雙工器傳輸給校正儀天線，進(jìn)而發(fā)射出去。識(shí)別卡內(nèi)的識(shí)別卡天線接收到來自校正儀天線發(fā)射的信號(hào)后，首先傳輸至第一信號(hào)處理裝置進(jìn)行初步處理，初步處理一般包括濾波、信號(hào)放大等，之后，信號(hào)進(jìn)入識(shí)別卡CPU，并在識(shí)別卡CPU的控制下，對(duì)瓦斯傳感器進(jìn)行校正。無線瓦斯傳感器的校正主要包括初始值調(diào)零和靈敏度校正。二、無線瓦斯傳感器采集礦井內(nèi)的瓦斯情況并將之傳送回地面的監(jiān)控中心無線瓦斯傳感器將采集到的瓦斯?jié)舛刃盘?hào)傳輸至第二信號(hào)處理裝置，進(jìn)行電壓放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后傳輸給識(shí)別卡CPU ；識(shí)別卡CPU將該瓦斯?jié)舛刃盘?hào)與該工作人員的身份信息一起經(jīng)第一處理裝置傳輸給識(shí)別卡天線，然后由識(shí)別卡天線將信號(hào)發(fā)射出去。地面上的監(jiān)控中心在接收到信號(hào)后，便可進(jìn)行相應(yīng)的處理，由于此部分技術(shù)不屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的內(nèi)容，因此在此不作詳細(xì)描述。在上述兩個(gè)工作過程中，識(shí)別卡內(nèi)的供電電池持續(xù)為識(shí)別卡供電，而電池電量檢測(cè)裝置則實(shí)時(shí)地檢測(cè)供電電池的電量，以便于工作人員在供電電池電量不足時(shí)更換電池。按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，而本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，包括集成有無線瓦斯傳感器的識(shí)別卡，其特征在于，還設(shè)置有通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述識(shí)別卡連接的無線瓦斯校正儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線瓦斯校正儀包括校正儀天線、與該校正儀天線連接的雙工器、與該雙工器的信號(hào)輸入端連接的信號(hào)發(fā)射裝置、與該信號(hào)發(fā)射裝置的信號(hào)輸入端連接的CPU，以及連接該CPU與雙工器的信號(hào)輸出端的信號(hào)接收裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)射裝置由順次連接的功率放大器、第一電壓放大器、變頻器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端與CPU連接，而功率放大器的信號(hào)輸出端與雙工器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)接收裝置由順次連接的第二電壓放大器、下變頻器、第三電壓放大器、解調(diào)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，其中，第二電壓放大器的信號(hào)輸入端與雙工器連接，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與CPU 連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述識(shí)別卡包括識(shí)別卡CPU，分別與該識(shí)別卡CPU連接的第一信號(hào)處理裝置、供電電池和電池電量檢測(cè)裝置，以及與所述第一信號(hào)處理裝置連接的識(shí)別卡天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸出端通過第二信號(hào)處理裝置與識(shí)別卡CPU連接，同時(shí)識(shí)別卡CPU的信號(hào)輸出端還與該無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號(hào)處理裝置包括與所述無線瓦斯傳感器的信號(hào)輸出端連接的電壓放大器，以及信號(hào)輸入端與該電壓放大器連接、信號(hào)輸出端與所述識(shí)別卡CPU連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，屬于煤礦開采安全領(lǐng)域，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中瓦斯傳感器通過人工校正工作量大等問題。該煤礦瓦斯無線檢測(cè)系統(tǒng)，包括集成有無線瓦斯傳感器的識(shí)別卡，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述識(shí)別卡連接的無線瓦斯校正儀。本實(shí)用新型中無線瓦斯傳感器與帶工作人員身份信息的識(shí)別卡集成于一體，不僅攜帶方便，而且能夠在工作人員經(jīng)過無線瓦斯校正儀時(shí)實(shí)現(xiàn)無線瓦斯傳感器的自動(dòng)校正；同時(shí)，無線瓦斯傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，為地面監(jiān)控中心提供了切實(shí)可靠的依據(jù)，保障了礦井工作人員的生命安全。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202057646SQ20112017221
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者宋婷, 杜江, 陳啟興 申請(qǐng)人:成都凱力科技有限公司