一种甲烷传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种甲烷传感器，尤其是能够规范其现场吊挂位置的甲烷传感器。一种甲烷传感器，包括壳体6、安装在长方体壳体6上的凸起7上的显示屏2、报警指示灯3、安装在壳体6上凸起7上的扬声器4、安装在壳体6上的超声波传感器9、安装在壳体6顶部中心的吊环1、安装在壳体6内部的甲烷催化燃烧式气敏传感器、热传导气体传感器、安装在壳体6内部的电路板及若干连接导线，当井下现场甲烷传感器吊挂不规范或者现场人员违章作业，人为改变甲烷传感器吊挂位置时，该仪器能够同时发出声光告警。

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷传感器
本技术涉及一种甲烷传感器，尤其是能够规范其现场吊挂位置的甲烷传感器。
技术介绍
瓦斯是煤矿五大灾害之首，一旦发生爆炸，会对矿工生命和国家财产造成及其严重的危害。我国目前国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44%。为预防瓦斯事故，原国家煤炭安全监察局提出“先抽后采、以风定产、监测监控”十二字方针。其中监测监控是预防瓦斯事故的重要防线和保障措施，监测监控系统中明确要求在采掘工作面、机车等主要防爆地点安装甲烷传感器和断电器，实现自动报警断电。另外，鉴于瓦斯主要成分为甲烷，密度轻，易扩散的特性，原国家安全生产监督管理局在《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中进一步规定了甲烷传感器的吊挂标准——“甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm”。现有甲烷传感器主要存在的问题和缺陷是：1、缺少位置识别功能，不能自动检测其吊挂位置是否符合规范，现场吊挂随意性大，更有甚者，为抢工程进度，人为将甲烷传感器吊挂位置调低、紧贴侧壁，致使该传感器不能正确反映被测环境的实际情况，监测监控系统形同虚设，给矿井安全生产埋下重大隐患，成为悬在广大矿工头上的一颗定时炸弹；2、功耗大，在现有监控分站备用电源容量下，供电时间不足，尤其当矿井井下停电时间较长时，不能持续提供准确的瓦斯数据，影响应急处置方案制定的合理性、科学性，最终导致事故处置时间延长。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种具备吊挂位置自动检测功能的甲烷传感器。本技术采取的技术方案是：一种甲烷传感器，包括壳体（6）、安装在壳体（6）上的显示屏（2）、安装在壳体（6）上的报警指示灯（3）、安装在壳体（6）上的扬声器（4）、安装在壳体（6）上的超声波传感器（9）、安装在壳体（6）顶部中心的吊环（1）、安装在壳体（6）内部的甲烷催化燃烧式气敏传感器、热传导气体传感器、安装在壳体（6）内部的电路板及若干连接导线，壳体（6）上有连通超声波传感器的通道，超声波传感器包括安装在壳体（6）的顶部用于测量壳体（6）顶部与巷道顶部（煤矿巷道）之间距离的第一传感器（8）和用于测量壳体（6）距离巷道侧壁距离的第二传感器（9），第一传感器（8）为1个或者1个以上的传感器探头，其布置在壳体（6）的顶部，第二传感器（9）为6个或者6个以上的传感器探头，其等间隔环绕布置在一个圆柱进气室（5）的侧壁上，圆柱进气室（5）的一端通过焊接、一体化连接、螺栓连接中的一种安装在壳体（6）的底部中心，显示屏（2）、报警指示灯（3）、扬声器（4）、超声波传感器连接电路板，吊环（1）通过绳子吊挂在巷道顶部。由于第二传感器（9）的传感器探头环绕在一个圆柱体的圆柱进气室（5）周边，因此无论本专利技术出于什么状态，总是能够获得周边巷道侧壁到圆柱进气室（5）的距离，保证了距离上侧测量精确。壳体（6）为长方体结构，壳体（6）的正面有凸起（7），显示屏（2）、报警指示灯（3）、扬声器（4）安装在凸起（6）上。圆柱进气室（5）为一中空式圆柱体，其侧面由双层钢板压制而成，两层钢板中间沿四周嵌套六个传感器探头，两两传感器探头之间夹角均为60度，壳体（6）顶部的吊环（1）左右两侧各镶嵌有一个传感器探头。所述报警指示灯（3）分两小块，分别为红色LED灯和黄的LED灯。所述电路板上有微处理器、电源电路、传感器电路、显示电路、报警电路、传输电路、遥控电路，所述传感器电路包括甲烷催化燃烧式气敏传感器电路、热传导气体传感器电路、超声波传感器电路，所述微处理器为MSP430F149单片机。所述甲烷催化燃烧式气敏传感器电路CH4-d、CH4-D引脚分别连接MSP430F149单片机的P6.0、P6.3引脚，所述热传导气体传感器电路的CH4-g、CH4-G引脚分别连接MSP430F149单片机的P6.1、P6.2引脚，所述超声波传感器电路的TRIG、ECHO、A、B、C引脚分别连接MSP430F149单片机的P1.1、P1.2、P4.2、P4.2、P4.3、P4.4，所述显示电路锁存器U4的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和锁存器U5的D7、D6、D5、D4引脚分别连接MSP430F149单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7、P3.0、P3.1、P3.2、P3.3引脚，所述报警电路U2的PA2、PA1和Q1、Q2的>CH4-2、>DIS-2引脚分别连接MSP430F149单片机的P6.5、P6.4、P6.7、P6.6引脚，所述遥控电路的OUT引脚连接MSP430F149单片机的P5.4引脚。所述电源电路包括自恢复型保险丝JK30-RUEF/200、共模电感DLW43SH220、肖特基二极管SS14、可调节稳压电路、3.3V稳压电路、3.0V分压电路、2.5V基准电源电路，所述2.5V基准电路与MSP430F149单片机的VeREF+引脚相连，为其提供AD转换基准电压。所述超声波传感器电路包括控制芯片CS102、运算放大器LMV324、8路选择器M74HC4051，所述传感器探头为铝制防水型收发一体传感器探头，直径10mm，共8个，8个传感器探头的T-引脚全部连一起，后经电阻接运算放大器LMV324的IN-引脚，8个传感器探头的T+引脚分别接8路选择器M74HC4051的0I/O、1I/O、2I/O、3I/O、4I/O、5I/O、6I/O、7I/O引脚，所述M74HC4051的COMI/O引脚经电阻接运算放大器LMV324的IN+引脚，所述LMV324的Voutput引脚经电容滤波后分别接控制芯片CS102的RN、RP引脚。所述MSP430F149单片机控制8路选择器接通相应传感器探头，延时后，予控制芯片CS102发出触发信号，对应传感器探头启动，反馈信号由微处理器捕获模块检测、计算、比较，8个传感器探头依次循环，当其中一个检测距离超过规定值时，启动声光报警。所述8个传感器探头，其中2个用于检测壳体（6）距巷道顶部的距离，6个用于检测壳体（6）距巷道侧壁的距离。所述甲烷催化燃烧式气敏传感器电路包括NPN型三极管S8050、甲烷催化燃烧式气敏元件MJC-3.0L、运算放大器INA2321、可变电阻。所述甲烷催化燃烧式气敏元件MJC-3.0L的Vout+引脚接运算放大器INA2321的Vin+A引脚，所述甲烷催化燃烧式气敏元件MJC-3.0L的Vout-引脚通过可变电阻接运算放大器INA2321的Vin-A引脚，所述可变电阻用于传感器归零校准。所述电路用于获取、放大基本误差较小的0%VOL-4%VOL的甲烷信号。所述热传导气体传感器电路包括NPN型三极管S8050、热传导气体传感器MD61、运算放大器INA2321、可变电阻。所述热传导气体传感器MD61的Vout+引脚接运算放大器INA2321的Vin+B引脚，所述热传导气体传感器MD61的Vout-引脚通过可变电阻接运算放大器INA2321的Vin-B引脚，所述可变电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲烷传感器，其特征在于：包括壳体（6）、安装在壳体（6）上的显示屏（2）、安装在壳体（6）上的报警指示灯（3）、安装在壳体（6）上的扬声器（4）、安装在壳体（6）上的超声波传感器、安装在壳体（6）顶部中心的吊环（1）、安装在壳体（6）内部的甲烷催化燃烧式气敏传感器、热传导气体传感器、安装在壳体（6）内部的电路板及若干连接导线，壳体（6）上有连通超声波传感器的通道，超声波传感器包括安装在壳体（6）的顶部用于测量壳体（6）顶部与巷道顶部之间距离的第一传感器（8）和用于测量壳体（6）距离巷道侧壁距离的第二传感器（9），第一传感器（8）为1个或者1个以上的传感器探头，其布置在壳体（6）的顶部，第二传感器（9）为6个或者6个以上的传感器探头，其等间隔环绕布置在一个圆柱进气室（5）的侧壁上，圆柱进气室（5）的一端通过焊接、一体化连接、螺栓连接中的一种安装在壳体（6）的底部中心，报警指示灯（3）、扬声器（4）、超声波传感器连接电路板，吊环（1）通过绳子吊挂在巷道顶部。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲烷传感器，其特征在于：包括壳体（6）、安装在壳体（6）上的显示屏（2）、安装在壳体（6）上的报警指示灯（3）、安装在壳体（6）上的扬声器（4）、安装在壳体（6）上的超声波传感器、安装在壳体（6）顶部中心的吊环（1）、安装在壳体（6）内部的甲烷催化燃烧式气敏传感器、热传导气体传感器、安装在壳体（6）内部的电路板及若干连接导线，壳体（6）上有连通超声波传感器的通道，超声波传感器包括安装在壳体（6）的顶部用于测量壳体（6）顶部与巷道顶部之间距离的第一传感器（8）和用于测量壳体（6）距离巷道侧壁距离的第二传感器（9），第一传感器（8）为1个或者1个以上的传感器探头，其布置在壳体（6）的顶部，第二传感器（9）为6个或者6个以上的传感器探头，其等间隔环绕布置在一个圆柱进气室（5）的侧壁上，圆柱进气室（5）的一端通过焊接、一体化连接、螺栓连接中的一种安装在壳体（6）的底部中心，报警指示灯（3）、扬声器（4）、超声波传感器连接电路板，吊环（1）通过绳子吊挂在巷道顶部。


2.根据权利要求1所述的一种甲烷传感器，其特征在于：壳体（6）为长方体结构，壳体（6）的正面有凸起（7），报警指示灯（3）、扬声器（4）安装在凸起（7）上。


3.根据权利要求1所述的一种甲烷传感器，其特征在于：圆柱进气室（5）为一中空式圆柱体，其侧面由双层钢板压制而成，两层钢板中间沿四周嵌套6个传感器探头，两两传感器探头之间夹角均为60度，壳体（6）顶部的吊环（1）左右两侧各镶嵌有一个传感器探头,所述报警指示灯（3）分两小块，分别为红色LED灯和黄的LED灯。


4.根据权利要求1所述的一种甲烷传感器，其特征在于：所述电路板上有微处理器、电源电路、传感器电路、显示电路、报警电路、传输电路、遥控电路，所述传感器电路包括甲烷催化燃烧式气敏传感器电路、热传导气体传感器电路、超声波传感器电路，所述微处理器为MSP430F149单片机。


5.根据权利要求4所述的一种甲烷传感器，其特征在于：所述甲烷催化燃烧式气敏传感器电路CH4-d、CH4-D引脚分别连接MSP430F149单片机的P6.0、P6.3引脚，所述热传导气体传感器电路的CH4-g、CH4-G引脚分别连接MSP430F149单片机的P6.1、P6.2引脚，所述超声波传感器电路的TRIG、ECHO、A、B、C引脚分别连接MSP430F149单片机的P1.1、P1.2、P4.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燕杰，申海生，茹瑞鹏，贾楠，王祖杰，王治岗，崔凯，武磊，杨晋伟，
申请(专利权)人：李燕杰，
类型：新型
国别省市：山西;14