本發明涉及一種基于太陽能供電的礦井應急照明系統,屬于應急照明系統技術領域。
背景技術:
煤炭工業是關系國家經濟命脈的重要基礎產業,支撐著國民經濟持續高速發展。煤礦在開采過程中,很容易出現塌方、瓦斯爆炸等安全事故。 一旦礦井發生事故,很容易出現電路故障導致停電, 阻礙礦井下的礦工迅速疏散和撤離,給礦工的生命安全造成極大威脅。
申請號為201210146950.6 ,申請日為2012年5月11日的發明專利申請公開了一種用于煤礦井下的不間斷應急照明與安全指示系統,包括開關電源(1)、充電器(2)、電池管理單元(3)、供電控制單元(4)、蓄電池組(5)和負載(6);開關電源(1)用于與礦用交流電源電連接,并將來自礦用交流電源的交流電轉換為低壓直流電;充電器(2)用于經電池管理單元(3)給蓄電池組(5)充電;電池管理單元(3)用于采集蓄電池組(5)的單體電池的電壓、蓄電池組(5)的單體電池的溫度、蓄電池組(5)的電壓、充電電流、放電電流和/或蓄電池組(5)的容量的信號,當上述信號出現異常時,電池管理單元(3)報警并保護蓄電池組(5);供電控制單元(4)用于用開關電源(1)或蓄電池組(5)給負載(6)供電。當礦用交流電源斷電時,所述系統的應急不間斷照明的響應時間為30毫秒-1秒。
申請號為201310594424.0 ,申請日為2013年11月22日的發明專利申請公開了一種礦井光纖式照明燈,該礦井光纖式照明燈包括:光源組件、主光纖、光纖分路器、子光纖、光學系統和出光板,其中,所述光源組件包括光源和二次光學系統,所述光源通過所述二次光學系統與所述主光纖相連接,所述光學系統包括多個光學單元,所述子光纖的一端通過所述光纖分路器與所述主光纖相連接,另一端伸入各自對應的光學單元中;所述光學單元中設置有光學透鏡或反光杯,所述出光板連接在所述光學系統的下方。該發明所述的礦井光纖式照明燈通過光學系統和出光板的配合使用,能夠實現對礦井的照明需求,并且光的傳導路徑通過光纖,從而代替了電纜,避免了觸電和火災等事故的發生。
申請號為201410473806.2 ,申請日為2014年9月17日的發明專利申請公開了一種防爆式礦井巷道定向照明燈,該照明燈包括上蓋、安全罩、玻璃燈罩、反光杯、帶散熱器的燈體、設有電源驅動電路的電源驅動電路板以及LED光源,底蓋、壓緊螺母;上蓋設于燈體的前端,所述底蓋設于燈體的后端,反光杯固定于LED光源的外圍,所述玻璃燈罩通過膠粘貼在燈體的前端,安全罩固定安裝在上蓋和燈體上,底蓋與燈體構成防爆的接線腔,電源線纜通過壓緊螺母和密封橡膠以及墊片與燈體密封連接,電源驅動電路板分別與電源線纜和LED光源電連接,LED光源安裝在燈體上,所述燈體與底蓋之間的隔爆面安裝有單向防潮密封環。該發明的技術方案克服了現有技術的不足,結構簡單,不僅密封性能好,而且能有效防爆,安全可靠,免維護,延長了使用壽命。
技術實現要素:
本發明提出了一種基于太陽能供電的礦井應急照明系統,一旦礦井發生安全事故停止供電也依然可以為礦井提供照明支持,為礦井下的礦工迅速疏散和撤離提供了便利。
本發明為解決其技術問題采用如下技術方案:
一種基于太陽能供電的礦井應急照明系統,包括礦用交流電源檢測模塊、瓦斯濃度檢測模塊、控制模塊、報警模塊、亮度調節模塊、應急照明模塊和供電模塊,其中礦用交流電源檢測模塊和瓦斯濃度檢測模塊分別與控制模塊連接、控制模塊分別與亮度調節模塊和報警模塊連接,亮度調節模塊和應急照明模塊連接;供電模塊和各模塊相連,所述供電模塊包括順序連接的太陽能電池板和蓄電池;
所述礦用交流電源檢測模塊用于檢測礦井的交流電源是否提供電力;
所述瓦斯濃度檢測模塊用于檢測礦井內瓦斯的濃度;
所述控制模塊用于接收礦用交流電源檢測模塊和瓦斯濃度檢測模塊的信息后發出控制信息;
所述報警模塊用于收到控制模塊的信息后發布報警信息;
所述應急照明模塊用于收到控制模塊的信息后起照明作用;
所述亮度調節模塊用于調節應急照明模塊的亮度;
所述供電模塊用于向各模塊供電;
所述亮度調節模塊包括順序連接的保護電路、穩壓電路、第一濾波電路和采樣電路,保護電路的輸入端連接所述控制模塊的輸出端,采樣電路的輸出端連接所述應急照明模塊的輸入端。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述瓦斯濃度檢測模塊采用光學瓦斯檢測儀。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述報警模塊為蜂鳴器。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述應急照明模塊采用發光二極管。
作為本發明的一種優選技術方案:所述發光二極管外設有防爆裝置。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述瓦斯濃度檢測模塊為電化學式或紅外瓦斯傳感器。
作為本發明的一種優選技術方案:所述太陽能電池板為晶體硅電池板。
本發明所述一種基于太陽能供電的礦井應急照明系統,采用以上技術方案與現有技術相比,具有以下技術效果:
1、本發明非常智能,一旦礦井發生安全事故停止供電也依然可以為礦井提供照明支持,為礦井下的礦工迅速疏散和撤離提供了便利。
2、本發明可根據實際應用環境調節燈的亮度,實現調光效果,從而延長應急燈照明時間,成本較低且節約能源。
3、本發明采用太陽能供電,綠色環保,節能減排。
具體實施方式
下面對本發明創造做進一步詳細說明。
一種基于太陽能供電的礦井應急照明系統,包括礦用交流電源檢測模塊、瓦斯濃度檢測模塊、控制模塊、報警模塊、亮度調節模塊、應急照明模塊和供電模塊,其中礦用交流電源檢測模塊和瓦斯濃度檢測模塊分別與控制模塊連接、控制模塊分別與亮度調節模塊和報警模塊連接,亮度調節模塊和應急照明模塊連接;供電模塊和各模塊相連,所述供電模塊包括順序連接的太陽能電池板和蓄電池;
所述礦用交流電源檢測模塊用于檢測礦井的交流電源是否提供電力;
所述瓦斯濃度檢測模塊用于檢測礦井內瓦斯的濃度;
所述控制模塊用于接收礦用交流電源檢測模塊和瓦斯濃度檢測模塊的信息后發出控制信息;
所述報警模塊用于收到控制模塊的信息后發布報警信息;
所述應急照明模塊用于收到控制模塊的信息后起照明作用;
所述亮度調節模塊用于調節應急照明模塊的亮度;
所述供電模塊用于向各模塊供電;
所述亮度調節模塊包括順序連接的保護電路、穩壓電路、第一濾波電路和采樣電路,保護電路的輸入端連接所述控制模塊的輸出端,采樣電路的輸出端連接所述應急照明模塊的輸入端。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述瓦斯濃度檢測模塊采用光學瓦斯檢測儀。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述報警模塊為蜂鳴器。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述應急照明模塊采用發光二極管。
作為本發明的一種優選技術方案:所述發光二極管外設有防爆裝置。
作為本發明的一種優選技術方案: 所述瓦斯濃度檢測模塊為電化學式或紅外瓦斯傳感器。
作為本發明的一種優選技術方案:所述太陽能電池板為晶體硅電池板。
本發明的瓦斯濃度檢測模塊采用光學瓦斯檢測儀。通常使用光學甲烷檢測儀測定瓦斯濃度。
光學甲烷檢測儀是根據光干涉原理制成的。其工作原理如下:
由光源發出的光,經聚光鏡到達平面鏡,并經其反射和折射形成兩束光,分別通過空氣室和甲烷室,再經折光棱鏡折射到反射棱鏡,最后反射給望遠鏡系統。由于光程差的結果,在物鏡的焦平面上將產生干涉條紋。
由于光的折射率與空氣介質的密度有直接關系,如果以空氣室和甲烷室都充入新鮮空氣產生的條紋為基準(對零),那么,當含有甲烷的空氣沖入甲烷室時,由于空氣室中的新鮮空氣與甲烷室中的含有甲烷的空氣的密度不同,他們的折射率不同,因而光程也就不同,于是干涉條紋產生位移,從目鏡中可以看到干涉條紋移動的距離。由于干涉條紋的位移大小與瓦斯濃度的高低成正比關系,所以,根據干涉條紋的移動距離就可以測知甲烷的濃度。我們在分劃板上讀出位移的大小,其數值就是測定的甲烷濃度。
本發明的應急照明模塊采用發光二極管。
發光二極管的優點:電光轉化效率高(接近60%,綠色環保、壽命長(可達10萬小時)、工作電壓低(3V左右)、反復開關無損壽命、體積小、發熱少、亮度高、堅固耐用、易于調光、色彩多樣、光束集中穩定、啟動無延時
本發明采用太陽能電池板將太陽能轉換成電能,為蓄電池充電,節省能源,充分利用太陽能,高效環保。太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的,來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。照射在地球上的太陽能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽能,足以供全球人類一年能量的消費。可
以說,太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發電絕對干凈,不產生公害。所以太陽能發電被譽為是理想的能源。
從太陽能獲得電力,需通過太陽電池進行光電變換來實現。它同以往其他電源發電原理完全不同,具有以下特點:①無枯竭危險;②絕對干凈(無公害);③不受資源分布地域的限制;④可在用電處就近發電;⑤能源質量高;⑥使用者從感情上容易接受;⑦獲取能源花費的時間短。不足之處是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面積;②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。但總的說來,瑕不掩瑜,作為新能源,太陽能具有極大優點,因此受到世界各國的重視。
本發明非常智能,一旦礦井發生安全事故停止供電也依然可以為礦井提供照明支持,為礦井下的礦工迅速疏散和撤離提供了便利。本發明可根據實際應用環境調節燈的亮度,實現調光效果,從而延長應急燈照明時間,成本較低且節約能源。
上面對本發明的實施方式作了詳細說明,但是本發明并不限于上述實施方式,在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內,還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。