一种矿井瓦斯浓度监控系统技术方案

一种矿井瓦斯浓度监控系统，包括井下部分和井上部分，井下部分包括多传感器子系统，多传感器子系统包括瓦斯浓度传感器、压力传感器和温度传感器，传感器的输出信号经处理后传递给预测融合中心进行处理，预测融合中心与微处理器之间通过传感器通讯接口进行通信；微处理器还连接声光报警电路和、遥控发射单元和遥控接收单元，并通过CAN通讯接口电路与井上部分进行通信。本系统提升了矿井自动监控的自动化和网络化程度，使得煤矿安全监测得到根本性改善。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井瓦斯浓度监控系统
本技术涉及矿井安全
，尤其是涉及一种瓦斯浓度监测系统。
技术介绍
矿井瓦斯狭义上讲专指甲烷，甲烷是威胁矿井安全的主要危险因素之一，研究表明，甲烷的生成量和煤的碳化程度有关，煤的变质程度越大、挥发性越低，甲烷的生成量也就越大。当甲烷浓度为4%-16%时易引起爆炸，因此，井下瓦斯浓度的在线监控成为保证井下安全的重要举措。申请号为200610051272.X的专利技术专利申请中公开了一种激光瓦斯监控系统，该监控系统包括井上和井下部分，井下部分分布若干瓦斯探头和监控点，瓦斯探头采用激光瓦斯浓度传感器完成甲烷浓度的监控，采用CAN总线协议通过光纤进行激光和数据的传输。该申请引入了嵌入式实时监控系统，光纤的使用解决了远距离传输的难题，具有较强的抗电磁干扰性，但是单纯依靠激光瓦斯浓度传感实现的瓦斯在线实时监控可靠性差，难以完成复杂工况下瓦斯浓度检测。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种矿井瓦斯浓度监控系统，该系统通过三种传感器完成瓦斯信号的采集，并经预测融合中心进行信号处理，以保证数据采集的准确性和稳定性，采用的技术方案是：一种矿井瓦斯浓度监控系统，包括井下部分和井上部分，其特征在于：所述井下部分包括多传感器子系统，所述多传感器子系统包括瓦斯浓度传感器、压力传感器和温度传感器，传感器的输出信号经处理后传递给预测融合中心进行处理，所述预测融合中心与微处理器之间通过传感器通讯接口进行通信；所述微处理器还连接声光报警电路和、遥控发射单元和遥控接收单元，并通过CAN通讯接口电路与所述井上部分进行通信。本技术的技术特征还有：所述瓦斯浓度传感器为激光瓦斯传感器，所述激光瓦斯传感器包括激光发射模块、光电转换器和气室，所述气室上设有气体扩散孔，激光发射模块发出的调制激光进入气室、经反射后由光电转换器接收，并转换为所述输出信号。本技术的技术特征还有：所述井下部分还包括与所述微处理器连接的数据存储单元和液晶显示单元。本技术的技术特征还有：所述井上部分包括矿区监控中心，所述矿区监控中心包括监控主机，所述监控主机通过RS232串口连接GPRSModem，所述GPRSModem通过天线射频信号与GPRS网完成数据传输，由GPRS网将信号输送至矿局监控中心。本技术的技术特征还有：所述矿区监控中心通过CAN总线与所述井下部分的CAN通讯接口电路进行通信。本技术的技术特征还有：所述温度传感器为热敏电阻传感器。本技术的技术特征还有：所述压力传感器为压阻式传感器。本技术的有益效果在于：本系统采用多参数采集的多传感器系统和数据融合方法进行瓦斯和瓦斯浓度的早期预测，对矿井的安全提供可靠保障；该激光瓦斯浓度传感器本身不发热，消除了爆炸危险和电磁干扰，气室的设计进一步提升了安全性；CAN总线通信技术的应用，便于实现不同监测分站之间的互联，提高了系统兼容性；GPRS通讯技术在提高资源利用率的同时，使得整个系统运行可靠性及性价比大幅度提升；本系统提升了矿井自动监控的自动化和网络化程度，使得煤矿安全监测得到根本性改善。附图说明附图1是本技术井上部分结构示意图，附图2是本技术井下部分结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行说明。本技术公开了一种矿井瓦斯浓度监控系统，该监控系统包括井下部分和井上部分，井上部分包括了多个矿区监控中心，每个矿区监控中心均通过GPRS网将信号输送至矿局监控中心。这样，当其中某个设备发生故障时，也不会影响整个系统的运行。井下部分包括微处理器、数据采集接口、CAN通讯接口、遥控发射单元、遥控接收单元、声光报警单元、液晶显示单元和多传感器子系统。微处理器是监测分站的核心，完成各种数据的分析处理。多传感器子系统中采用了瓦斯浓度传感器、压力传感器和温度传感器，上述三种传感器的输出信号经处理后传递给预测融合中心进行处理，预测融合中心与微处理器之间通过传感器通讯接口进行通信。该预测融合中心实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟，通过对传感器及观测信息的合理支配和使用，将各种传感器在空间或者时间上的冗余或者互补信息依据某种准则进行组合，产生对被测对象的一致性解释或者描述，其目的是基于各个传感器分离的观测信息，通过对信息的优化组合以导出更多的有用信息，消除单个或者少量传感器的局限性。融合过程如下：1）信息获取：将传感器采集的信息转换为A/D转换器或者微处理器I/O接口能接收的电信号，进行微处理器进行处理。2）信号预处理：在对多传感器进行信号融合处理前，有必要对传感器输出信号进行预处理，以尽可能除去这些噪音，提高信号的信噪比。3）特征提取：对来自传感器的原始信息进行特征提取，特征可以是被测对象的各种物理量值。4）融合计算。本实施例中瓦斯浓度传感器为激光瓦斯传感器，激光瓦斯传感器包括激光发射模块、光电转换器和气室，激光发射模块发出的调制激光进入气室、经反射后由光电转换器接收，并转换为输出信号。温度传感器为热敏电阻传感器。压力传感器为压阻式传感器，该传感器利用导体或者半导体材料在外力作用下产生机械变形，其电阻值亦发生变化的原料实现对压力的测量。井上部分包括矿区监控中心，是整个系统的最上层部分，它完成数据的分析、处理、存储、查询以及各种报表的生成。矿区监控中心包括监控主机，监控主机通过RS232串口连接GPRSModem，GPRSModem是通讯的核心部分，GPRSModem通过天线射频信号与GPRS网完成数据传输，由GPRS网将信号输送至矿局监控中心，数据在传输过程中遵守各自的通讯协议。本实施例中，矿区监控中心通过CAN总线与井下部分的CAN通讯接口电路进行通信。井下部分数据通过CAN总线传输至监控主机，CAN通讯卡主要由CAN通讯控制器、CAN总线发送接收器组成，目前市场上有很多直插式CAN通讯卡可供选择。当然，上述说明并非对本技术的限制，本技术也不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井瓦斯浓度监控系统，包括井下部分和井上部分，其特征在于：所述井下部分包括多传感器子系统，所述多传感器子系统包括瓦斯浓度传感器、压力传感器和温度传感器，传感器的输出信号经处理后传递给预测融合中心进行处理，所述预测融合中心与微处理器之间通过传感器通讯接口进行通信；所述微处理器还连接声光报警电路和、遥控发射单元和遥控接收单元，并通过CAN通讯接口电路与所述井上部分进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种矿井瓦斯浓度监控系统，包括井下部分和井上部分，其特征在于：所述井下部分包括多传感器子系统，所述多传感器子系统包括瓦斯浓度传感器、压力传感器和温度传感器，传感器的输出信号经处理后传递给预测融合中心进行处理，所述预测融合中心与微处理器之间通过传感器通讯接口进行通信；所述微处理器还连接声光报警电路和、遥控发射单元和遥控接收单元，并通过CAN通讯接口电路与所述井上部分进行通信。2.按照权利要求1所述的监控系统，其特征在于：所述瓦斯浓度传感器为激光瓦斯传感器，所述激光瓦斯传感器包括激光发射模块、光电转换器和气室，所述气室上设有气体扩散孔，激光发射模块发出的调制激光进入气室、经反射后由光电转换器接收，并转换为所述输出信号。3.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进红，罗朝志，商业学，王宇，赵新江，
申请(专利权)人：清镇市安全生产监督执法大队，
类型：新型
国别省市：贵州,52