礦燈電瓶瓦斯報警器的製作方法
2023-11-05 04:50:37 1
專利名稱：礦燈電瓶瓦斯報警器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於礦井報警裝置，主要提出一種與礦燈電瓶合為一體微型礦燈電瓶瓦斯報警器。
在煤炭工業中使用的瓦斯報警裝置，對於減少和防止由瓦斯爆炸造成的重大事故起著非常重要的作用，但目前已提出和使用的瓦斯報警裝置在其結構設計和使用上存在著一定的問題如袖珍數字式瓦斯報警器，需專用電源不易攜帶，利用閃光二極體光信號報警較微弱，其聲報警信號在井下噪音過大時難以聽到；光學瓦斯分析儀，不能連續跟蹤監測且體積苯重，利用光譜分析瓦斯含量尚需專人計算，使用極不方便；與安全帽合為一體的瓦斯報警器，由於報警器與安全帽燈頭連為一體，增加了安全帽前面的重量，使安全帽前傾而嚴重影響操作，報警器的安裝破壞了燈頭的原有結構且極易損壞，加之只有一個報警點而沒有予警功能。
本實用新型的目的即由此產生，提出一種與電瓶、礦燈結合為一體的礦燈電瓶瓦斯報警器，解決現有報警裝置存在的不足，並使其具有結構簡單、使用方便、報警安全可靠的特點。
本實用新型完成發明目的所採取的技術方案是將瓦斯報警器與礦燈的電瓶、燈頭連為一體，將瓦斯報警器主體連接安置在礦燈電瓶內並採用礦燈電瓶作電源，光報警信號與礦燈燈頭連接，光報警信號由燈頭燈泡給出，並同時給出聲報警，瓦斯報警器採用的報警電路由瓦斯傳感器、運算放大器、時基電路、與非門電路、驅動電路以及穩壓電路和電源短路保護電路等組成，在報警器電路中設置有對瓦斯信號進行比較的警戒信號比較器和迢限信號比較器及間歇振蕩器、節拍振蕩器，產生間隔性節拍脈衝信號和節拍性脈衝信號，從而具有警戒點報警和迢限報警兩種報警方式。
本實用新型採取的技術方案具有以下特點1、將報警器直接連接安裝於礦燈電瓶內並採用礦燈電瓶作能源，整體結構性強且不破壞電瓶內部結構，攜帶方便且使報警器不易損壞，安全可靠。
2、本實用新型將光報警信號連接在礦燈燈頭，並採用聲、光同時報警，其報警方式較為直觀且使用方便。
3、本實用新型採用警示點報警和迢限報警兩種報警方式，能提前給予警示，從而使井下工作人員能及時的得到警示通知。
4、本實用新型體積小，僅有火柴盒大小，重量只有23克左右，非常輕便，加之其連接固定於礦燈電瓶內，攜帶方便，可靠性強。
5、本實用新型不破壞礦燈燈頭結構，故不受安全帽摘卸影響。
6、本實用新型主體固封於礦燈電瓶上蓋內，電源由燈頭開關控制，燈頭開關既控制報警器電源又控制燈頭燈泡，故具有連續監測報警功能，燈開七關關閉時報警器也停止工作，且與井上充電無關係。
7、報警電路發生故障，保護電路自動予以保護，不影響礦燈燈泡照明。
附
圖1為本實用新型連接安裝在礦燈電瓶內的結構示意圖。
附圖2為礦燈燈頭接線示意圖。
附圖3為本實用新型報警電路電原理圖。
如附圖1、附圖2所示將報警器電路板5和瓦斯傳感器2連接安裝在礦燈電瓶11內，即在礦燈電瓶蓋9內上方安置，並在蓋體上設置傳感器進氣窗1，用螺釘10將報警器底蓋6固定，報警器正電源引線13連接在電瓶正極柱7上，電瓶的負電源引線14連接在電瓶負極8上，另一端連接於礦燈燈頭17上，再分別將燈頭燈泡閃光控制線15和報警器電源負極控制線16分別接入燈頭18和19上，閉合燈頭開關20、燈頭21燈泡23亮，同時電瓶蓋頂部綠色指示燈4亮，電瓶蓋9內的瓦斯報警器就開始工作。當井下瓦斯濃度達到1％CH4時峰鳴器22即發出間隔性間斷聲響，礦燈燈頭21的燈泡23亦即開始出現間隔性的暗——亮——暗間斷閃爍光亮信號，當瓦斯濃度達到1.5％CH4時、蜂鳴器22及時發出連續性的間斷聲響，燈泡也同時連續的暗——亮——暗間斷閃爍信號。
3為瓦斯報警點調整電位器，12為燈頭電纜線。
結合附圖3對本實用新型報警電路加以說明。
報警電路由九個單元電路構成，即瓦斯傳感器、信號電壓放大器、比較器、間歇振蕩器、節拍振蕩器、音頻振蕩器、驅動器、電源穩壓器、電路短路保護電路構成；傳感器由RB、RH、R1、R2、R3及W組成「惠斯頓」平衡電橋。其作用是當電路通電後，在新鮮空氣中電橋保持平衡狀態，當遇到甲烷氣體時，甲烷檢測元件RB、RH產生無焰燃燒，其內阻值產生變化，電橋失去平衡，在其輸出端產生電壓差，輸出電信號。由IC1－1、R4、R5、R6組成電壓放大器，作用是將傳感器送來的微小電壓信號進行電壓放大，供比較器進行電壓比較。由IC1－2、R7、R8、R9、R13組成警戒信號比較器，由IC1－3、R11、R12、R14和D3組成超限信號比較器，當瓦斯濃度達到警戒點時，由IC1－2等元件組成的比較器和負輸入端一固定電壓進行比較，比較器翻轉，在其輸出端得到高電平去控制間隔振蕩器工作；當瓦斯濃度達到超限點時，由IC1－3等元件組成的超限信號比較器的作用同由IC1－2等元件組成的警戒信號比較器作用相同，但高電平經D3直接加在了節拍振蕩器上，使節拍振蕩器直接工作。由IC2時基電路和R19、R20、D2組成間歇振蕩器，作用是產生1HZ的間歇脈衝去控制節拍振蕩器產生間隔性脈衝信號，以示區分瓦斯超限信號；由IC3的兩個與非門及電阻R22、電容C3組成節拍振蕩器，作用是產生具有規律性的節拍性脈衝，當間歇振蕩器送來間隔信號時，受其控制，在其輸出端就會產生具有間隔性的間斷節拍脈衝信號，當IC1－3送來高電平時，就會在其輸入端得到一個恆定的直流高電平，在其輸出端就會輸出一個連續性的間斷節拍脈衝信號。由IC3的另兩個與非門及R23、C4組成的音頻振蕩器能產生1000HZ左右的音頻信號，直接受節拍振蕩器輸出的信號控制，並受其調製，經受不同調製信號的控制產生不同的音頻信號，一方面供給壓電陶瓷片22發出聲響，另一方面去推動閃光碟機動電路工作。由BG2、BG3、R24、R25組成閃光碟機動電路，主要作用是當前級送來的不同信號而發出不同的驅動信號使燈泡23發出不同的閃光以指示出瓦斯的警戒點和超限點。
反壓二極體D4主要起電瓶充電時的通路作用。
由IC1－4、BG1、C1、R15、R16、R17、R18、D1組成電源穩壓器，其中R15、R16、R17和D1組成取樣電路，D1在本電路中起雙重作用，一是給IC1－4提供基準電壓，二是利用它本身發光的特點作報警器的電源指示燈，C1為電源濾波電容，BG1為電壓調整管，IC1－4擔任取樣比較，放大經R18限流後加在BG1的基極作電壓調整。該穩壓器的主要作用是為保證整機的工作穩定而設置，當電瓶電壓在3.2～4.2V變化時，儀器能夠可靠工作，報警精度不受影響。電路保護電路由R26和一隻密封式快速熔斷管Bχ組成，其作用是當電路由於某種原因造成短路時R26起限流作用，Bχ作快速熔斷，達到安全保護的作用。
工作原理報警電路通電後，在新鮮空氣中電橋保持平衡，當一旦遇到甲烷(瓦斯)氣體時，甲烷檢測元件產生無焰燃燒，其內阻值發生變化，電橋失去平衡，在其輸出端產生電壓差、輸出電訊號，經運算放大器放大和比較器進行比較；當甲烷濃度達到警戒點時，由IC1－2等組成的警戒信號比較器翻轉，啟動間隔振蕩電路工作，輸出大間隔脈衝信號控制節拍振蕩器產生具有間隔性的間斷節拍信號去調製音頻振蕩器的音頻信號，受調製的音頻信號輸出後一路供給蜂鳴器作警戒聲響，另一路經驅動器驅動燈頭燈泡作燈光警戒信號顯示；當甲烷濃度達到超限點時，由IC1－3等組成的超限信號比較器翻轉，直接輸出高電平去打開節拍振蕩器的門，使節拍振蕩器連續性的發出間斷信號控制音頻振蕩電路，在蜂鳴器上得到連續超限音響，在燈頭燈泡上同時又得到了連續性的閃光超限信號。當甲烷濃度低於警戒點時，報警電路自行恢復監視狀態。
整機使用工作過程使用者在電瓶充完電下井時，只要打開礦燈燈頭開關，燈泡亮、儀器指示燈亮，此時瓦斯報警器即開始工作，只要遇到瓦斯達到警戒點或超限點，儀器可及時用聲、光反映出瓦斯達到什麼樣的程度。井下作業完畢返回井上後，只要關閉燈頭開關，儀器便可停止工作，使用極其簡單、方便。
權利要求1.一種礦燈電瓶瓦斯報警器，其報警電路主要由瓦斯傳感器、信號放大電路、比較電路、驅動電路及穩壓電路和電源短路保護電路等構成，本實用新型的特徵是將瓦斯報警器與礦燈的電瓶(11)、燈頭(21)連為一體，即將瓦斯報警器主體連接安置在礦燈電瓶(11)內並採用礦燈電瓶作電源，報警器的光報警信號與礦燈燈泡(23)連接由燈泡給出光報警信號，報警器電路中設置有對瓦斯信號進行比較從而給出警戒信號和超限信號的警戒信號比較器和超限信號比較器。
2.根據權利要求1所述的礦燈電瓶瓦斯報警器，其特徵在於瓦斯報警器連接安置在礦燈電瓶(11)的電瓶蓋(9)內，報警器電源線(13)與電瓶輸出電源線(7)連接，報警器負極線(16)與礦燈燈頭(21)的接線片(19)連接。
3.根據權利要求1所述的礦燈電瓶瓦斯報警器，其特徵在於報警器電路中的閃光碟機動電路輸出控制線(15)連接在燈頭(21)的接線片(18)上。
4.根據權利要求1所述的礦燈電瓶瓦斯報警器，其特徵在於警戒信號比較器由IC1－2、R7、R8、R9、R13組成，由IC1－3、R11、R12、R14和D3組成超限信號比較器。
5.根據權利要求1所述的礦燈電瓶瓦斯報警器，其特徵在於報警電路中設置有間歇振蕩器和節拍振蕩器。
專利摘要本實用新型主要涉及一種用於井下瓦斯檢測報警的與礦燈電瓶合為一體的礦燈電瓶瓦斯報警器，其主體連接安置在礦燈電瓶內並採用礦燈電瓶作電源，光報警信號與燈頭連接由燈泡給出報警信號，電路中設置警戒信號比較器和超限報警信號比較器，從而給出警戒點報警和超限報警兩種報警方式。本實用新型整機性強，使用安全可靠，且價格低廉，極易推廣使用。
文檔編號G01N27/12GK2190300SQ9420531
公開日1995年2月22日 申請日期1994年3月24日 優先權日1994年3月24日
發明者楊景堯 申請人:楊景堯