專利名稱：數字式定置語音甲烷報警器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦用甲烷報警器，具體為一種適用于中小煤礦使用的數字式定置語音甲烷報警器。
目前國內礦用瓦斯監控測報裝置主要分光干涉式監控系統和小型便攜式甲烷報警器。前者精度高，性能穩定，但造價昂貴，安裝操作維護不變，主要用于大型企業，不易被中小型企業接受。小型報警器，靈敏度低，監控不準確，壽命較短，在使用過程中常常出現誤報現象。
本實用新型的目的在克服上述產品的不足，提供一種能定置于井下工作面連續監測瓦斯濃度，靈敏度高，顯示直觀，報警清晰的數字式定置語音甲烷報警器。
本實用新型的數字式定置語音甲烷報警器，包括外殼、電源、電橋電路、放大器、比較器、驅動器、報警電路，其特征在于還包括有一個甲烷濃度數字顯示器，該顯示器的輸入端連接于所述放大器的輸出端；所述的報警電路由語音電路、功放電路和穩壓電源組成，語音電路的輸出端連接于功放電路的輸入端，穩壓電源專為語音電路供電；所述的電橋電路采用熱效式甲烷傳感元件，即載體催化式甲烷傳感器。
本實用新型
如下圖1為其外形示意圖；圖2為其原理框圖；圖3為其甲烷濃度數字顯示器電路圖；圖4為其電源、傳感及信號處理電路圖；圖5為其報警電路圖。
其外形結構如圖1所示，其中(1)為提梁，(2)為傳感器外罩，(3)為報警LED指示燈，(4)為欠壓LED指示燈，(5)為數字顯示器，(6)為開關，(7)為殼體，(8)為銘牌。傳感器外罩(2)采用防風罩，活動部分可調節使所進氣流穩定。
圖2為其原理框圖，電橋電路(11)輸出連接放大器(12)的輸入端，放大器(12)的輸出端連接比較器(13)和甲烷濃度數字顯示器(17)的輸入端，比較器(13)輸出信號經由驅動器(14)，驅動報警電路(15)語音報警。電源(16)為所述各功能電路供電。
圖3所示為甲烷濃度數字顯示器(17)的一具體電路，它由A/D轉換驅動集成電路(IC8)，LED數碼管及負電源變換器組成，數碼顯示管連接于IC8的輸出端，與非門(IC9)及其連接的外圍元件二極管D1、D2，電容C6、C7構成負電源變換器，電容C5、C4串接于IC8的27、29腳間，電阻R7連接于IC8的28腳與電容C4、C5的公共點，電容C3連接于IC8的輸入端31腳與地間，電容C2連接于IC8的33、34腳間，電容C1連接于IC8的38、40腳間，電阻R1連接于IC8的39、40腳間，電阻R2、R5、R3串聯支路連接于由電阻R4、穩壓二極管D3組成的穩壓電路輸出端，R3的中心頭接IC8的36腳。上述的A/D轉換驅動集成電路IC8是7107 A/D轉換驅動集成電路。
圖4中，熱效式甲烷傳感元件(即載體催化式傳感器)Y1、Y2、R18、R19及電位器W2組成電橋。運放IC3及其外圍元件電阻R20、R21、R22、R23、R24，電容C13、C14組成放大器，IC3的輸出接IC4的一個輸入端；運放IC4，IC4輸出端的電阻R26，接入IC4反相輸入端的R15、W3比較電壓支路組成比較器。三極管BG2及繼電器J、LED、D6組成驅動器，當比較器IC4輸出高電平時，J吸合，常開接點j吸合給報警器供電，報警指示D6亮。
穩壓電源由調整管BG1，電阻R14、C11、C12，及由運放IC2和電阻R15、R16、R17、W1、D2組成的取樣放大器構成。其中還設置有一個低電壓指示電路，它由運放IC1，連接于IC1輸出端的二極管D4和電阻R13串聯支路，接于電池兩端的電阻R10、R11串聯支路，R10和R11的共公點接IC1的一個輸入端，IC1的另一輸入端接基準電壓，即穩壓二極管D5的負端，當電池電壓降低時，R10和R11分壓值低于D5的基準電壓時，IC1輸出低電平，欠壓指示LED D4亮，提示需充電。
圖5為其報警電路圖，它含語音電路、語音電路專用穩壓電源、輸入端連接語音電路輸出端的功放電路。語音電路是單片語音電路，與其連接的電阻R31是振蕩電阻，C22是振蕩電容。為解決語音電路IC6電源電壓范圍窄易引起輸出語音信號失真的問題，本電路設置了一個專用穩壓電源，它采用可調三端穩壓元件IC5(如LM317)，電容C20、C21為其濾波電容，電阻R30、電位器W4為電壓調整回路。功放電路為一個通用電路，它由功放集成塊IC7(LM386)，電位器W5，電容C23、C24、C25，電阻R32，相聲器組成。
本實用新型與現有技術比較優點如下其采用本質安全型電路、高性能的熱效式甲烷傳感元件、數字顯示、語音報警等技術措施，結構緊湊，性能穩定，靈敏度高，其定置于井下工作面，連續監測工作面瓦斯濃度，瓦斯超限時，急時語音聲、光報警，同時數字顯示甲烷濃度，提醒工作面人員高度警覺，及時撤出，大大減少了傳統指令的中轉程序。
該產品經國家煤礦防爆安全產品質量監督檢驗中心檢測，各項技術指標均符合GB13486-92《便攜式熱催化甲烷檢測報警儀》國標要求。經多處煤礦試用，性能可靠，使用方便，易維護，廣泛適用于中小煤礦使用。
權利要求1.一種數字式定置語音甲烷報警器，包括外殼、電源、電橋電路、放大器、比較器、驅動器、報警電路，其特征在于a、還包括一個甲烷濃度數字顯示器，該顯示器的輸入端連接于所述放大器的輸出端；b、所述報警電路由單片語音電路、功放電路和穩壓電源組成，穩壓電源的輸出端連接于語音電路的電源端，語音電路的輸出端連接于功放電路的輸入端；c、所述的電橋電路采用熱效式甲烷傳感元件。
2.根據權利要求1所述的報警器，其特征在于所述的甲烷濃度數字顯示器，由A/D轉換驅動集成電路(IC8)，LED數碼管及負電源變換器組成，數碼顯示管連接于IC8的輸出端，與非門(IC9)及其連接的外圍元件二極管D1、D2，電容C6、C7構成負電源變換器，復位電容C5、C4串接于IC8的27、29腳間，電阻R7連接于IC8的28腳與電容C4、C5的公共點，電容C3連接于IC8的輸入端31腳與地間，電容C2連接于IC8的33、34腳間，電容C1連接于IC8的38腳、40腳間，振蕩電阻R1連接于IC8的39、40腳間，電阻R2、R5、R3串聯支路連接于由電阻R4、穩壓二極管D3組成穩壓電路的輸出端，R3的中心頭接IC8的基準電壓輸入端36腳。
3.根據權利要求2所述的報警器，其特征在于所述的甲烷濃度數字顯示器采用7107A/D轉換驅動集成電路。
4.根據權利要求1所述的報警器，其特征在于所述的熱效式甲烷傳感元件的外罩是防風罩。
5.根據權利要求1所述的報警器，其特征在于所述的電源電路中還設置有低電壓指示電路，它由運放(IC1)，連接于IC1輸出端的二極管D4和電阻R13串聯支路，接于電池兩端的電阻R10、R11串聯支路，R10和R11的公共點接IC1的一個輸入端，IC1的另一輸入端接基準電壓。
專利摘要本實用新型涉及一種數字式定置語音甲烷報警器,包括外殼、電源、電橋、放大器、比較器、報警電路等,其特征在于:所述報警電路由單片語言電路、功放電路及語音電路專用穩壓電源組成;電橋電路采用熱效式甲烷傳感元件,還設置有甲烷濃度數字顯示器,定置于井下工作面,連續監測工作面瓦斯濃度,語音聲、光報警,數字顯示甲烷濃度,經多處煤礦試用,性能穩定,使用維護方便,廣泛適用于中小煤礦使用。
文檔編號G08B17/10GK2296007SQ96204590
公開日1998年10月28日 申請日期1996年5月8日 優先權日1996年5月8日
發明者許文興, 楊艮福, 鄭重靜, 趙羚園, 張榮禎, 韓存壽, 王光明 申請人:盂縣煤炭工業管理局