專利名稱：非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈及其設置方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有害氣體報警礦燈的改進技術，尤其是一種通過非接觸式開關進行調(diào)校、可設置多個報警點的有害氣體報警礦燈。
背景技術：
對煤礦有害氣體的檢測與報警是預防煤礦安全事故的重要手段，其礦燈與有害氣體報警器的結(jié)合，具有攜帶方便，報警醒目的特點。是預防有害氣體引發(fā)煤礦安全事故非常有效手段，并且因為煤礦下井人員都需配帶礦燈，如果礦燈上都安裝有這種報警器，就能擴大了所有礦工對工作環(huán)境有害氣體情況的知情權(quán)，不但能更好地保護自己，也能監(jiān)督煤礦企業(yè)的安全措施，督促煤礦企業(yè)的安全工作。目前國家已出臺了這類報警礦燈的標準，如《MT/T 409-2007甲烷報警礦燈》，業(yè)界根據(jù)此標準都是采用了一種電路構(gòu)建相對廉價的、用精密多圈電位器調(diào)整報警點的、開發(fā)難度較低的模擬電子線路實現(xiàn)此報警礦燈功能。如附圖1所示，現(xiàn)有報警礦燈的電子線路由如下幾個部分組成第一，氣體檢測傳感器；第二，用精密多圈電位器調(diào)整信號強度、 產(chǎn)生觸發(fā)報警所需的信號的調(diào)整線路；第三，儀器信號放大器(采用運算放大器電路構(gòu)建)； 第四，電壓比較器電路(采用運算放大器比較電路構(gòu)建)，第五，方波產(chǎn)生電路及礦燈閃爍控制電路(采用運算放大器振蕩電路與CMOS開關控制電路構(gòu)建);第六，穩(wěn)壓電路，給上述各部分電路提供穩(wěn)定的工作電壓。此電路存在如下不足，第一，只能設置單個報警點，由于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定礦井不同位置可以有不同的有害氣體報警點，因此這種報警礦燈無法靈活地滿足要求；第二，設置報警點時，必須用調(diào)整螺絲刀接觸到報警器電路的電位器，調(diào)整時需要打開外殼或取下調(diào)校孔密封螺絲，調(diào)整后重新蓋上外殼或重新擰上調(diào)?？酌芊饴萁z， 這樣調(diào)整顯然會增加調(diào)校的工作量，并且難以保證礦燈外殼的原設計要求的密封性能，比如如果在報警礦燈上預留調(diào)?？?，則會破壞報警礦燈的外殼防護等級，影響礦燈的使用。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題之一是提供一種采用非接觸的方式調(diào)整報警點、并且可設置多個報警點的有害氣體報警礦燈。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下方式實現(xiàn)
一種非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈，包括礦燈燈頭、蓄電池、氣體檢測傳感器、處理氣體檢測傳感器信號的主控模塊以及調(diào)節(jié)報警點的調(diào)節(jié)器件，其中，
所述的主控模塊包括一單片機以及連接于單片機上的電壓比較器、加法器，氣體檢測傳感器連接于電壓比較器上；
所述的調(diào)節(jié)器件為干簧管，該干簧管可采用磁鐵控制其工作，連接于單片機上，設置時通過控制干簧管閉合時間結(jié)合加法器以及電壓比較器形成多種控制信號輸入至單片機中。并且，在氣體檢測傳感器兩端并聯(lián)有兩個分壓電阻R1、R2，兩分壓電阻之間的節(jié)點與加法器連接，該節(jié)點電壓為氣體檢測傳感器供電電壓的分壓電壓Vo。加法器通過分流電阻R3與單片機接口連接，單片機該接口輸出電壓Vi大小小于上述氣體檢測傳感器的檢測范圍的最大輸出電壓，電壓Vi與分壓電壓Vo通過加法器疊加后形成氣體檢測傳感器輸出信號強度跟隨電壓VI。該跟隨電壓Vl與氣體檢測傳感器輸出電壓V2通過電壓比較器作大小比較后通過電壓比較器向單片機輸出比較結(jié)果信號電壓V3。另外，本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種非接觸式的有害氣體報警礦燈的報警點參數(shù)設置方法，
該方法包括采用磁鐵接近并觸發(fā)預設于該有害氣體報警礦燈內(nèi)的干簧管工作，由干簧管向礦燈單片機發(fā)出參數(shù)調(diào)節(jié)信號，通過磁鐵采用非接觸的方式對礦燈進行調(diào)節(jié)。該方法具體包括如下步驟
a、首先在沒有有害氣體的環(huán)境下，啟動有害氣體報警礦燈預設的Tl秒后，用磁鐵靠近干簧管，礦燈熄滅，通過預設的T2秒后，礦燈重新點亮，礦燈零點設置完成，移開磁鐵；
b、將礦燈置于具有一定濃度有害氣體的環(huán)境中，通過預設的T3秒后，用磁鐵再次靠近干簧管，礦燈熄滅，表示礦燈的已確認該環(huán)境中的有害氣體濃度為一個報警點，移開磁鐵， 礦燈閃動，產(chǎn)生報警信號，報警點設置完成。并且，重復上述b步驟，即可實現(xiàn)多個報警點的設置。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
本發(fā)明采用低成本、且十分簡潔的數(shù)字電路方案代替目前的有害氣體報警礦燈模擬電器方案，可以實現(xiàn)有害氣體報警礦燈多點報警點的設置，并產(chǎn)生不同的報警信號。采用非接觸的方式調(diào)節(jié)報警點，調(diào)校方便，調(diào)整時不需打開報警器外殼，調(diào)整方便，也保證了報警器內(nèi)部的密封性，保證其安全性能，日常維護也非常方便。同時，所采用的干簧管作為調(diào)節(jié)部件，防止傳統(tǒng)模擬電路手工調(diào)整時電位器過調(diào)或欠調(diào)帶來的報警誤差，調(diào)節(jié)速度、精度更尚ο
圖1為現(xiàn)有有害氣體報警礦燈電路原理圖； 圖2為本發(fā)明實施例外部結(jié)構(gòu)示意圖3為本實施例電路原理圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，為了便于本領域技術人員理解，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的作進一步詳細描述
如附圖1所示，本實施例揭示的有害氣體報警礦燈與現(xiàn)有常規(guī)的有害氣體報警礦燈外形一致，包括礦燈燈頭1、通過電纜與燈頭1連接的蓄電池2以及密封于外殼內(nèi)的控制電路， 檢測有害氣體的氣體檢測感應器3安裝于外殼上。如附圖2所示，該控制電路包括處理氣體檢測傳感器3信號的主控模塊4以及調(diào)節(jié)報警點的調(diào)節(jié)器件5。本方案中的主控模塊4包括一單片機41以及連接于單片機41上的電壓比較器 42、加法器43，氣體檢測傳感器3連接于電壓比較器42上；為了實現(xiàn)非接觸式的調(diào)節(jié)功能， 該調(diào)節(jié)器5件為干簧管，該干簧管可采用磁鐵控制其工作，既可通過磁鐵控制其開關的閉
4合與斷開，因常規(guī)的干簧管均具備這種功能，在此不作贅述。干簧管5連接于單片機41上， 設置時通過控制干簧管5閉合時間結(jié)合加法器43以及電壓比較器42形成多種控制信號輸入至單片機41中。在氣體檢測傳感器3兩端并聯(lián)有兩個分壓電阻Rl、R2，兩分壓電阻之間的節(jié)點與加法器43連接，該節(jié)點電壓為氣體檢測傳感器3供電電壓的分壓電壓Vo。加法器43通過分流電阻R3與單片機41接口連接，單片機41的該接口輸出電壓Vi大小小于上述氣體檢測傳感器3的檢測范圍的最大輸出電壓，電壓Vi與分壓電壓Vo通過加法器43疊加后形成氣體檢測傳感器3輸出信號強度跟隨電壓VI。跟隨電壓Vl與氣體檢測傳感器3的輸出電壓V2通過電壓比較器42作大小比較后通過電壓比較器42向單片機1輸出比較結(jié)果信號電壓V3。根據(jù)結(jié)果信號電壓V3，調(diào)整接口輸出電壓Vi的大小，使跟隨電壓Vl與輸出電壓 V2保持動態(tài)相等，此時單片機內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)值便可等效為當時檢測到的有害氣體濃度值，并與預設的報警點濃度值比較，產(chǎn)生相應的報警信號，如礦燈燈光閃動、報警聲響起寸。調(diào)整報警點參數(shù)時，可采用如下方法進行
采用磁鐵接近并觸發(fā)預設于該有害氣體報警礦燈內(nèi)的干簧管工作，由干簧管向礦燈單片機發(fā)出參數(shù)調(diào)節(jié)信號，通過磁鐵采用非接觸的方式對礦燈進行調(diào)節(jié)。該方法具體包括如下步驟
a、首先在沒有有害氣體的環(huán)境下，啟動有害氣體報警礦燈預設的Tl秒后，用磁鐵靠近干簧管，礦燈熄滅，通過預設的T2秒后，礦燈重新點亮，礦燈零點設置完成，移開磁鐵；
b、將礦燈置于具有一定濃度有害氣體的環(huán)境中，通過預設的T3秒后，用磁鐵再次靠近干簧管，礦燈熄滅，表示礦燈的已確認該環(huán)境中的有害氣體濃度為一個報警點，移開磁鐵， 礦燈閃動，產(chǎn)生報警信號，報警點設置完成。并且，重復上述b步驟，即可實現(xiàn)多個報警點的設置。下面舉例說明如何設置該類礦燈報警點
首先在沒有有害氣體的環(huán)境下，啟動有害氣體報警礦燈的控制電路30秒后(30秒為控制電路預熱與穩(wěn)定時間)，用磁鐵6靠近干簧管，如圖1所示?？拷鼤r，礦燈熄滅，3秒后，礦燈重新點亮，表示礦燈的零點已確認并存儲，移開磁鐵6。然后給將報警礦燈置于具有有害氣體的環(huán)境中，如1. 00%的甲烷氣體，20秒后(20秒為氣體檢測傳感器以及控制電路對甲烷氣體的響應時間)，用磁鐵6再次靠近干簧管，礦燈熄滅，表示礦燈的已確認該環(huán)境中的有害氣體濃度為一個報警點，移開磁鐵6礦燈閃動，產(chǎn)生報警信號，第一個報警點設置完成。由于單片機及外圍電路的線性，在已知零點與第一個報警點的情況下，便可以計算出其他濃度的報警點數(shù)值，并當檢測到此濃度時，按上述方法即可進行設置。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈，包括礦燈燈頭(1)、蓄電池(2)、氣體檢測傳感器(3)、處理氣體檢測傳感器信號的主控模塊(4)以及調(diào)節(jié)報警點的調(diào)節(jié)器件 (5)，其特征在于，所述的主控模塊包括一單片機(41)以及連接于單片機上的電壓比較器(42)、加法器 (43)，氣體檢測傳感器連接于電壓比較器上；所述的調(diào)節(jié)器件為干簧管，該干簧管可采用磁鐵控制其工作，連接于單片機上，設置時通過控制干簧管閉合時間結(jié)合加法器以及電壓比較器形成多種控制信號輸入至單片機中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈，其特征在于，在氣體檢測傳感器兩端并聯(lián)有兩個分壓電阻R1、R2，兩分壓電阻之間的節(jié)點與加法器連接，該節(jié)點電壓為氣體檢測傳感器供電電壓的分壓電壓Vo。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈，其特征在于，加法器通過分流電阻R3與單片機接口連接，單片機該接口輸出電壓Vi大小小于上述氣體檢測傳感器的檢測范圍的最大輸出電壓，電壓Vi與分壓電壓Vo通過加法器疊加后形成氣體檢測傳感器輸出信號強度跟隨電壓VI。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈，其特征在于，跟隨電壓Vl與氣體檢測傳感器輸出電壓V2通過電壓比較器作大小比較后通過電壓比較器向單片機輸出比較結(jié)果信號電壓V3。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述有害氣體報警礦燈的報警點參數(shù)設置方法，其特征在于， 該方法包括采用磁鐵接近并觸發(fā)預設于該有害氣體報警礦燈內(nèi)的干簧管工作，由干簧管向礦燈單片機發(fā)出參數(shù)調(diào)節(jié)信號，通過磁鐵采用非接觸的方式對礦燈進行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有害氣體報警礦燈的報警點參數(shù)設置方法，其特征在于，所述的方法具體包括如下步驟a、首先在沒有有害氣體的環(huán)境下，啟動有害氣體報警礦燈預設的Tl秒后，用磁鐵靠近干簧管，礦燈熄滅，通過預設的T2秒后，礦燈重新點亮，礦燈零點設置完成，移開磁鐵；b、將礦燈置于具有一定濃度有害氣體的環(huán)境中，通過預設的T3秒后，用磁鐵再次靠近干簧管，礦燈熄滅，表示礦燈的已確認該環(huán)境中的有害氣體濃度為一個報警點，移開磁鐵， 礦燈閃動，產(chǎn)生報警信號，報警點設置完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有害氣體報警礦燈的報警點參數(shù)設置方法，其特征在于，重復上述b步驟，即可實現(xiàn)多個報警點的設置。
全文摘要
一種非接觸式設置報警點的有害氣體報警礦燈及其設置方法，該礦燈包括礦燈燈頭、蓄電池、氣體檢測傳感器、處理氣體檢測傳感器信號的主控模塊以及調(diào)節(jié)報警點的調(diào)節(jié)器件，主控模塊包括一單片機以及連接于單片機上的電壓比較器、加法器，氣體檢測傳感器連接于電壓比較器上；調(diào)節(jié)器件為干簧管。本發(fā)明采用低成本、且十分簡潔的數(shù)字電路方案代替目前的有害氣體報警礦燈模擬電器方案,可以實現(xiàn)有害氣體報警礦燈多點報警點的設置，并產(chǎn)生不同的報警信號。采用非接觸的方式調(diào)節(jié)報警點，調(diào)校方便，調(diào)整時不需打開報警器外殼，調(diào)整方便，也保證了報警器內(nèi)部的密封性，保證其安全性能，日常維護也非常方便。
文檔編號F21W131/402GK102252171SQ201110098789
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者嚴俊軍, 張偉中, 李昌權(quán) 申請人:惠州市馬可尼電子有限公司