一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統的製作方法

2023-05-05 01:28:51 1

本實用新型是一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統，屬於礦井安全監測技術領域。

背景技術：

煤炭是我國主要能源，約佔一次能源70％。煤炭行業是高危行業，瓦斯、水災、火災、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產。我國煤礦發生重特大事故中，礦井水災時對礦井危害性較大的自然災害，以煤礦事故死亡的人數計算，水害事故佔15.72％，僅次於瓦斯和頂板事故，位居第三。

現有礦井內突水事故，主要依靠現場人員的人工報警，但當突水發生在無人值守的時間或區域，或者現場人員匆忙逃離而未能主動報警，調度室就無法及時的獲得已發生突水的信息，無法及時地通知井下相關工作人員，以致不能對突水事故及時採取應急措施，易造成水害失控和人員傷亡，現有的礦井都無法預測水災，無法採取安全措施，致使人員傷亡和經濟損失。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本實用新型目的是提供一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統，以解決上述背景技術中提出的問題，本實用新型可實時觀察礦井情況，可自動報警，降低人員傷亡和經濟損失，可靠性高。

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統，包括絲杆、監測機構、伺服電機以及報警機構，所述絲杆右端設有伺服電機，所述伺服電機右端安裝有報警機構，所述絲杆上裝配著監測機構，所述監測機構右側設有伺服電機，所述監測機構由軸承塊、步進電機、錐形齒輪一、錐形齒輪二、安裝板、水位傳感器、攝像機、溫度傳感器以及溼度傳感器組成，所述軸承塊下端設有步進電機，所述步進電機下端安裝有錐形齒輪一，所述錐形齒輪一右端設置有錐形齒輪二，所述錐形齒輪二右端裝配有安裝板，所述安裝板右側安裝有攝像機，所述攝像機左端穿過安裝板與錐形齒輪二相連接，所述安裝板上端設有軸承塊，所述安裝板左側安裝有步進電機，所述安裝板下端固定有水位傳感器，所述安裝板右端面上設有溫度傳感器以及溼度傳感器，所述絲杆上裝配著軸承塊，所述錐形齒輪一與錐形齒輪二進行齒輪嚙合，所述報警機構由聲光報警器、外殼、A/D轉換器、單片機以及D/A轉換器組成，所述聲光報警器下端設有外殼，所述外殼內部安裝有A/D轉換器、單片機以及D/A轉換器，所述A/D轉換器、單片機以及D/A轉換器均焊接在同一印製電路板上，所述A/D轉換器通過數據線與單片機相連接，所述單片機與D/A轉換器通過數據線相連接，所述D/A轉換器通過數據線與聲光報警器相連接，所述A/D轉換器通過數據線分別與攝像機、水位傳感器、溫度傳感器以及溼度傳感器相連接，所述外殼固定在伺服電機右端上。

進一步地，所述絲杆通過軸承座與礦井相連接。

進一步地，所述報警機構安裝在井口上。

進一步地，所述攝像機上裝配著照明燈。

進一步地，所述外殼上設置有散熱槽。

進一步地，所述外殼內安裝有無線發射器且無線發射器通過數據線與單片機相連接。

本實用新型的有益效果：一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統，本實用新型通過添加絲杆以及伺服電機，該設計實現監測機構左右移動，加大監測範圍，本實用新型通過添加步進電機、錐形齒輪一、錐形齒輪二以及攝像機，該設計可實時觀察礦井內情況，解決現有的礦井都無法預測水災，無法採取安全措施，致使人員傷亡和經濟損失等問題。

因添加水位傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、聲光報警器以及單片機，該設計可自動報警，解決現有礦井內突水事故，主要依靠現場人員的人工報警，但當突水發生在無人值守的時間或區域，或者現場人員匆忙逃離而未能主動報警，調度室就無法及時的獲得已發生突水的信息，無法及時地通知井下相關工作人員，以致不能對突水事故及時採取應急措施，易造成水害失控和人員傷亡等問題。

因報警機構安裝在井口上，該設計提高報警效果，因添加照明燈，該設計實現照明，加大監測效果，因添加散熱槽，該設計可對外殼內電子元件進行散熱，因添加無線發射器，該設計可把報警信息和攝像信息通過無線網傳輸到調度室的終端上，本實用新型可實時觀察礦井情況，可自動報警，降低人員傷亡和經濟損失，可靠性高。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統中監測機構的示意圖；

圖3為本實用新型一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統中報警機構的示意圖；

圖4為本實用新型一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統的工作原理框圖；

圖中：1-絲杆、2-監測機構、3-伺服電機、4-報警機構、5-軸承塊、6-步進電機、7-錐形齒輪一、8-錐形齒輪二、9-安裝板、10-水位傳感器、11-攝像機、12-溫度傳感器、13-溼度傳感器、14-聲光報警器、15-外殼、16-A/D轉換器、17-單片機、18-D/A轉換器。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

請參閱圖1-圖4，本實用新型提供一種技術方案：一種基於溫溼度和圖像監測的井下水災報警系統，包括絲杆1、監測機構2、伺服電機3以及報警機構4，絲杆1右端設有伺服電機3，伺服電機3右端安裝有報警機構4，絲杆1上裝配著監測機構2，監測機構2右側設有伺服電機3。

監測機構2由軸承塊5、步進電機6、錐形齒輪一7、錐形齒輪二8、安裝板9、水位傳感器10、攝像機11、溫度傳感器12以及溼度傳感器13組成，軸承塊5下端設有步進電機6，步進電機6下端安裝有錐形齒輪一7，錐形齒輪一7右端設置有錐形齒輪二8，錐形齒輪二8右端裝配有安裝板9，安裝板9右側安裝有攝像機11，攝像機11左端穿過安裝板9與錐形齒輪二8相連接，安裝板9上端設有軸承塊5，安裝板9左側安裝有步進電機6，安裝板9下端固定有水位傳感器10，安裝板9右端面上設有溫度傳感器12以及溼度傳感器13，絲杆1上裝配著軸承塊5，錐形齒輪一7與錐形齒輪二8進行齒輪嚙合，該設計可實時觀察礦井內情況。

報警機構4由聲光報警器14、外殼15、A/D轉換器16、單片機17以及D/A轉換器18組成，聲光報警器14下端設有外殼15，外殼15內部安裝有A/D轉換器16、單片機17以及D/A轉換器18，A/D轉換器16、單片機17以及D/A轉換器18均焊接在同一印製電路板上，A/D轉換器16通過數據線與單片機17相連接，單片機17與D/A轉換器18通過數據線相連接，D/A轉換器18通過數據線與聲光報警器14相連接，A/D轉換器16通過數據線分別與攝像機11、水位傳感器10、溫度傳感器12以及溼度傳感器13相連接，外殼15固定在伺服電機3右端上，該設計可自動報警。

絲杆1通過軸承座與礦井相連接，報警機構4安裝在井口上，攝像機11上裝配著照明燈，外殼15上設置有散熱槽，外殼15內安裝有無線發射器且無線發射器通過數據線與單片機17相連接。

具體實施方式：在進行使用時，首先工作人員對本實用新型進行檢查，檢查是否存在缺陷，如果存在缺陷的話就無法進行使用了，此時需要通知維修人員進行維修，如果不存在問題的話就可以進行使用，工作人員運行伺服電機3，伺服電機3工作帶動絲杆1旋轉，絲杆1旋轉帶動外殼15左右移動，同時工作人員運行步進電機6和攝像機11，步進電機6工作帶動錐形齒輪一7旋轉，錐形齒輪一7旋轉帶動錐形齒輪二8旋轉，錐形齒輪二8旋轉帶動攝像機11轉動，攝像機11轉動同時也對礦井進行全方位攝像，該設計可實時觀察礦井內情況，解決現有的礦井都無法預測水災，無法採取安全措施，致使人員傷亡和經濟損失等問題。

使用本實用新型前，工作人員向單片機17上輸入水位極限值、溫度極限值以及溼度極限值，然後水位傳感器10、溫度傳感器12以及溼度傳感器13同時採集礦井內的參數信息，然後把參數信息傳輸給A/D轉換器16，A/D轉換器16把參數信息轉換成參數數據，然後把參數數據傳輸給單片機17，單片機17對參數數據進行處理，再把參數數據分別與水位極限值、溫度極限值以及溼度極限值進行對比，若對比結果為大於水位極限值、溫度極限值或大於溼度極限值，單片機17發出指令，然後把指令傳輸給D/A轉換器18，D/A轉換器18把指令轉換成模擬指令，然後把模擬指令傳輸給聲光報警器14，聲光報警器14接收指令後開始工作，該設計可自動報警，可及時採取應急措施，防止人員傷亡。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點,對於本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本實用新型的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。