瓦斯巡检多参数无线传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无线传感和数据采集领域，具体涉及一种瓦斯巡检多参数无线传感器，包括气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器、无线模块、显示模块、供电模块和处理器，气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器和无线模块均与处理器相连，供电模块为各元件供电，所述气体敏感元件包括一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和二氧化碳传感器。本实用新型专利技术可定时掌握煤矿巷道、密闭区、采煤面等区域的环境监测数据，装置通讯距离远，体积小、安装方便、维护周期长。

【技术实现步骤摘要】
瓦斯巡检多参数无线传感器
本技术涉及无线传感和数据采集领域，具体涉及一种瓦斯巡检多参数无线传感器。
技术介绍
矿井火灾是煤矿主要灾害之一，瓦斯爆炸事故是煤矿安全的第一敌人，因此瓦斯巡检是煤矿安全管理工作中的重中之重，实时掌握煤矿巷道瓦斯等气体浓度数据，对预防煤炭自燃具有重要意义。目前，专职瓦斯检查员的检查是发现瓦斯事故隐患的最可行、最可靠的措施和手段。检查员必须每天下井，对矿井区域定点定时检测瓦斯等气体浓度，填写日报表。一旦出现瓦斯应急事故，会对瓦检员等人员造成伤害。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种瓦斯巡检多参数无线传感器，可自动检测煤矿巷道、密闭区、采煤面等区域的环境数据。本技术所述瓦斯巡检多参数无线传感器，包括气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器、无线模块、显示模块、供电模块和处理器，气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器和无线模块均与处理器相连，供电模块为各元件供电，所述气体敏感元件包括一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和二氧化碳传感器。本技术工作时，由管理基站向无线模块发送采集指令，然后通过气体敏感元件对环境中各类气体浓度进行检测，由温度传感器对环境温度进行检测，测得的数据通过无线模块返回至基站。设备工作过程中，由光敏传感器监测外部光线亮度，若光敏传感器放置于煤矿巷道，光线较暗，显示模块关闭，处于省电状态，若有光照，光敏传感器检测到亮度增加，唤醒显示模块，由显示模块显示气体敏感元件检测的各类气体的浓度。处理器采用STM32L系列，功耗极低，适合电池供电，保证该装置长期稳定运行。优选地，所述处理器包括主处理器和副处理器，所述供电模块分别通过电源管理模块为主处理器和副处理器供电，所述无线模块、显示模块和光敏传感器与主处理器连接，气体敏感元件和温度传感器通过AD芯片与副处理器相连，主处理器和副处理器通信，为采集参数各个传感器设置单独的副处理器，两个处理器分工协作，定时采集环境数据，确保多路信号独立运行，准确可靠。优选地，所述无线模块采用LORA模块。优选地，所述供电模块包括供电电池、电源管理模块及电池开关电路，电源管理模块为供电电池供电，供电电池通过开关电路为气体敏感元件、温度传感器、显示模块供电。供电电池采用矿用锂电池，标压3.7V，符合《GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：设备通用要求》标准，电源管理模块具有防倒充功能，电池电量充满后可自动结束充电过程。在充电状态时，红色指示灯亮；充电结束后，绿色指示灯亮，可清晰识别电池充电过程，电源开关电路可采用MOS管驱动电路，气体敏感元件、温度传感器、光敏传感器并联，为确保供电电池能够为气体敏感元件、光敏传感器和温度传感器提供合适的电压，设置合适的电压变化电路进行电压转换。优选地，瓦斯巡检多参数无线传感器还包括存储器，存储器与主处理器相连。存储器用于存储装置的工作参数及当前采集的环境数据等。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术可定时掌握煤矿巷道、密闭区、采煤面等区域的环境监测数据，装置通讯距离远，体积小、安装方便、维护周期长，可设置多个工作频段，组成多个无线网络，各频段网络通讯独立运行，互不影响；供电电池供电，工作时间长。采用休眠和定时工作策略，能量消耗少，胜任长期稳定工作；设备仅在有光照时显示当前环境数据，无光照时，显示模块不工作，进入省电状态；当矿井发生灾害，各级领导及专业人员无法到达灾害现场，不能掌握灾害险情时，相关人员可到地面工作站，或者查看手机专用APP软件，利用装置采集的数据，准确定位灾害地点及灾害数据，及时制定正确的救治方案，大大缩短抢险救灾时间，减少损失。附图说明图1为本技术结构框图。图2为本技术主处理器电路图。图3本技术副处理器电路图。图4为电化学三电极传感器原理图。图5为电源管理模块原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例做进一步描述：实施例1如图1所示，本实施例所述本技术所述瓦斯巡检多参数无线传感器，包括气体敏感元件、光敏传感器R7、温度传感器、无线模块U4、显示模块P5、供电模块和处理器，气体敏感元件、光敏传感器R7、温度传感器和无线模块U4均与处理器相连，供电模块为各元件供电，所述气体敏感元件包括一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和二氧化碳传感器。如图2-3所示，处理器包括主处理器(STM32L系列)和副处理器(STM32F103)，所述供电模块分别通过电源管理模块为主处理器和副处理器供电，所述无线模块U4、显示模块P5和光敏传感器R7与主处理器连接，气体敏感元件和温度传感器通过AD芯片与副处理器相连，主处理器和副处理器通信，两个处理器分工协作，定时采集环境数据，确保多路信号独立运行，准确可靠。供电模块包括供电电池、电源管理模块及电池开关电路，如图5所示，电源管理模块为供电电池供电，供电电池通过开关电路为气体敏感元件、温度传感器、显示模块供电。供电电池采用矿用锂电池，标压3.7V，符合《GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：设备通用要求》标准，电源管理模块具有防倒充功能，电池电量充满后可自动结束充电过程。在充电状态时，红色指示灯亮；充电结束后，绿色指示灯亮，可清晰识别电池充电过程，电源开关电路可采用MOS管驱动电路，气体敏感元件、温度传感器、光敏传感器并联，为确保供电电池能够为气体敏感元件、光敏传感器和温度传感器提供合适的电压，设置合适的电压变化电路进行电压转换；瓦斯巡检多参数无线传感器还包括存储器，存储器与主处理器相连。存储器用于存储装置的工作参数及当前采集的环境数据等。本实施例中，一氧化碳传感器采用电化学三电极传感器，如图4所示，电化学三电极传感器采集到的信号经AD芯片进行放大后发送至处理器，电化学三电极传感器在任何情况下，一定要保证Reload两端电压降在10mV以下，否则传感器的性能会受到影响，Reload低阻值可以使传感器获得更快的响应；氧气传感器为电化学city公司传感器，型号4OXV；甲烷传感器采用型号为GJGX100本安型激光传感器；二氧化碳传感器为INP20-CO25-EXVSP；温度传感器采用型号为DS18B20、无线模块采用LORA模块。显示模块P5采用LED显示模块，包括五位数码管，从左到右第一位显示参数对应的数据类型(例，1为一氧化碳浓度、2为氧气浓度、3为甲烷浓度、4为温度值、5为二氧化碳浓度)，第三、四、五位显示当前气体浓度值，第二位不显示，不同的参数循环显示，每个参数显示时长为2秒。本技术工作时，由管理基站向无线模块U4发送采集指令，然后通过气体敏感元件对环境中各类气体浓度进行检测，由温度传感器对环境温度进行检测，测得的数据通过无线模块返回至基站。设备工作过程中，由光敏传感器监测外部光线亮度，若光敏传感器放置于煤矿巷道，光线较暗，显示模块关闭，处于省电状态，若有光照，光敏传感器检测到亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦斯巡检多参数无线传感器，其特征在于，包括气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器、无线模块、显示模块、供电模块和处理器，气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器和无线模块均与处理器相连，供电模块为各元件供电，所述气体敏感元件包括一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和二氧化碳传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯巡检多参数无线传感器，其特征在于，包括气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器、无线模块、显示模块、供电模块和处理器，气体敏感元件、光敏传感器、温度传感器和无线模块均与处理器相连，供电模块为各元件供电，所述气体敏感元件包括一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和二氧化碳传感器。


2.根据权利要求1所述的瓦斯巡检多参数无线传感器，其特征在于，所述处理器包括主处理器和副处理器，所述供电模块分别通过电源管理模块为主处理器和副处理器供电，所述无线模块、显示模块和光敏传感器与主处理器连接，气体敏感元件和...

【专利技术属性】
技术研发人员：白光星，李金亮，贾明铄，刘振宇，
申请(专利权)人：淄博祥龙测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37