一種瓦斯傳感器保護裝置的製作方法
2024-03-21 19:39:05
專利名稱：一種瓦斯傳感器保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦監控領域，更確切的說是一種瓦斯傳感器保護裝置。
背景技術：
煤礦瓦斯監控系統是有中心站，井下分站，通信接口和瓦斯傳感器四部分組成。中心站由監控主機工控伺服器、系統監控軟體、網絡附件系統、電源系統、網絡印表機、中心監控大屏系統、大屏幕控制軟體、大屏幕控制開關電源等組成。儘管各廠的監控系統井下分站形式多樣，但基本上具備以下功能:開機自檢和本機初始化；通信測試；分站設程控；死機自復位且通知中心站；接收地面中心站初始化本分站參數設置；分站自動識別配接傳感器類型；分站本身具備超限報警；分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作和異地斷電。通信接口是連接井上和井下信息傳輸和信息轉換的裝置。瓦斯傳感器是具體用來檢測瓦斯濃度的裝置，傳感器的穩定性和可靠性，是煤礦監測監控系統能否正確反映被測環境和設備參數的關鍵。當前由於種種原因，井下的瓦斯傳感器非法的移動和非法的堵塞情況時有發生。本發明針對這一現象，採用物聯網技術通過加速傳感器和紅外傳感器的使用以達到有效地遏制非法移動和堵塞瓦斯傳感器的行為。
發明內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單的一種瓦斯傳感器保護裝置。本實用新型的目的可通過以下方式來實現:一種瓦斯傳感器保護裝置，包括CPU控制板、加速度傳感器、紅外光電開關、紅外遙控、串口通信模塊、報警指示以及電源，其特徵是CPU控制板實時對加速度數據，紅外光電開關模塊數據實時採集，根據傳感器採集的數據對瓦斯傳感器狀態進行判斷，並結合當前工作狀態下分析可能發生的非法操作；為了靈活方便傳感器使用，系統提供支持MODBUS協議的串行通信接口，其它控制器可以通過此接口獲得傳感器工作狀態信息，並且可以設定保護裝置工作方式；同時可以通過遙控器授權當前瓦斯傳感器發生移動。位置移動的檢測方法如下:加速度傳感器在發生移動時候能夠輸出幅值較大的數位訊號，CPU控制板將採集到的信號進行濾波處理，通過分析連續一段時間內出現加速度傳感器信號可以判定整個裝置是否發生了非法移動。進氣孔防堵塞的方法如下:採用光電開關對進氣孔進行實時監測，CPU控制板實時查詢光電開關狀態，同時進行濾波處理，當進氣孔堵塞導致發生光電開關動作時，持續60s後發出堵塞故障報警。上位機可以通過MODBUS模塊定時採集瓦斯傳感器保護裝置採集的瓦斯傳感器的故障信息。本實用新型與現有技術相比有如下優點:能夠有效的解決現有井下瓦斯傳感器存在的不正規使用的問題，它能在礦井工人在未經授權情況下移動瓦斯傳感器位置時進行故障報警，並記錄報警時刻；同時可以在瓦斯傳感器進氣孔發生堵塞導致瓦斯傳感器監測數據異常情況下進行故障報警與記錄，通過上述兩種保護方式可以實現礦井瓦斯傳感器監測數據的穩定可靠，並能記錄事故發生時刻，追究事故責任人信息。
附圖1是瓦斯傳感器保護裝置系統流程圖；附圖2是瓦斯傳感器保護裝置系統框圖；附圖3是瓦斯傳感器保護裝置遙控發射模塊原理圖；附圖4是瓦斯傳感器保護裝置信號傳送流程圖。圖中:1、CPU控制板，2、加速度傳感器，3、紅外光電開關，4、紅外遙控，5、串口通信模塊，6、報警指示，7、電源。
具體實施方式
參照附圖1如下:一種瓦斯傳感器保護裝置，包括CPU控制板1、加速度傳感器2、紅外光電開關3、紅外遙控4、串口通信模塊5、報警指示6以及電源7，其特徵在於:電源7取自瓦斯傳感器內部，該保護裝置的串口通信模塊與上位機採用RS-485通訊總線連接，上位機設計良好人機互動界面採用MODBUS協議與該裝置通信，可以對故障記錄進行查詢，工作方式，時鐘等進行設置；加速度傳感器2設置完成後當檢測到明顯加速度信號時刻會產生中斷通知CPU控制板I採集數據，同時CPU控制板I定時採集紅外光電開關3信號進行數據濾波與分析，並能根據上位機命令進行故障報警，時鐘設置，工作方式設置等功能，同時為了方便靈活使用，同時可以通過遙控接口模塊對傳感器啟動移動進行授權啟動，這樣可以極大方便現場操作。所述的CPU控制板I採用32位控制器，功能豐富，能夠完成通信，數據採集，濾波，報警燈功能。CPU控制板I主板集成串口，SPI等多種通信接口，支持多種方式的中斷，同時內部集成RTC時鐘模塊，可以方便記錄故障時間，進行故障責任分析。所述的加速度傳感器2採用三軸加速度傳感器2，量程為錯誤！未找到引用源。±8g，解析度高達lObit，選用支持比較中斷功能型號的的傳感器可以極大方便檢測物體的位移，檢測可靠穩定。所述紅外遙控4由遙控編碼晶片，紅外發射管，功能鍵，地址鍵，以及振蕩電路組成所述串口通信模塊5採用標準MODBUS協議，可以方便與其它設備如上位機，DSP,單片機，PLC，ARM等多種控制器控制瓦斯傳感器保護裝置，本實用新型結構簡單，易於製造。
權利要求1.一種瓦斯傳感器保護裝置，包括CPU控制板(I)、加速度傳感器(2)、紅外光電開關(3)、紅外遙控(4)、串口通信模塊(5)、報警指示￠)以及電源(7)，其特徵在於:CPU控制板(I)實時對加速度數據和紅外光電開關(3)模塊數據進行實時採集，根據傳感器採集的數據對瓦斯傳感器狀態進行判斷，並結合當前工作狀態下分析可能發生的非法操作；為了靈活方便傳感器使用，系統提供支持MODBUS協議的串行通信接口，其它控制器可以通過此接口獲得傳感器工作狀態信息，並且可以設定保護裝置工作方式；同時可以通過遙控器授權當前瓦斯傳感器發生移動。
2.根據權利要求1所述的瓦斯傳感器保護裝置，其特徵在於:採用光電開關對進氣孔進行實時監測，CPU控制板(I)實時查詢光電開關狀態，同時進行濾波處理，當進氣孔堵塞導致發生光電開關動作時，持續60s後發出堵塞故障報警。
3.根據權利要求1所述的瓦斯傳感器保護裝置，其特徵在於:上位機可以通過MODBUS模塊定時採集瓦斯傳 感器保護裝置採集的瓦斯傳感器的故障信息。
專利摘要本實用新型涉及一種瓦斯傳感器保護裝置，包括CPU控制板、加速度傳感器、紅外光電開關、紅外遙控、串口通信模塊、報警指示以及電源，其特徵是CPU控制板實時對加速度數據，紅外光電開關模塊數據實時採集，根據傳感器採集的數據對瓦斯傳感器狀態進行判斷，並結合當前工作狀態下分析可能發生的非法操作；為了靈活方便傳感器使用，系統提供支持MODBUS協議的串行通信接口，其它控制器可以通過此接口獲得傳感器工作狀態信息，並且可以設定保護裝置工作方式；同時可以通過遙控器授權當前瓦斯傳感器發生移動，本實用新型結構簡單，易於製造。
文檔編號G01P13/00GK202994777SQ20122055758
公開日2013年6月12日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者高瑞元, 吳興強 申請人:高瑞元, 吳興強