一种煤矿快速检测控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿快速检测控制系统，包括：获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度，其中，所述特征气体包括一氧化碳气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、甲烷和丙酮；将检测到的所述气体的类型及浓度输入至预设的自燃模型，所述自燃模型输出自燃风险；若所述自燃风险超出预设自燃风险阈值，则发送预警信号至外部终端设备。采用本发明专利技术，可以对气体信号进行精准检测，根据气体信号的检测结果来判断煤矿自燃风险。来判断煤矿自燃风险。来判断煤矿自燃风险。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿快速检测控制系统


[0001]本专利技术涉及煤矿检测领域，特别是涉及一种煤矿快速检测控制系统。

技术介绍

[0002]煤矿自燃火灾一直是中国煤矿的重大灾害之一，煤矿自燃火灾占火灾总数的90％以上，给国家和煤矿企业带来了极大的危害和经济损失。因此，对煤矿自燃发生条件的研究，以实现对煤层自燃发火早期的预测预报是一个非常重要课题，就煤矿安全而言，及时准确的煤自燃预测预报是矿井煤自燃防控的前提。
[0003]煤矿自燃是极其复杂的物理、化学共同作用的结果。在实际中，当煤矿所处环境中的气体成分处于一定比例时，容易产生煤矿自燃想象，并且在对煤矿所处环境进行气体成分检测时，往往会出现因为信号受到干扰导致检测结果不准确等现象。为了解决上述问题，本专利技术人提出了一种煤矿快速检测控制系统。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种煤矿快速检测控制系统，可以对气体信号进行精准检测，根据气体信号的检测结果来判断煤矿自燃风险。
[0005]基于此，本专利技术提供了一种煤矿快速检测控制系统，所述系统包括：获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度，其中，所述特征气体包括一氧化碳气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、甲烷甲烷和丙酮；将检测到的所述气体的类型及浓度输入至预设的自燃模型，所述自燃模型输出自燃风险；若所述自燃风险超出预设自燃风险阈值，则发送预警信号至外部终端设备。
[0006]其中，所述自燃模型的获取过程包括：获取特征气体所对应的可燃值，所述可燃值的计算公式为： ，其中， n为所述特征气体的类型数，
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为所述特征气体的浓度，所述 为所述特征气体的风险值，
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；将所述可燃值输入至预设自燃风险计算公式，所述自燃风险计算公式为：其中，A为常数，当A为预设月份时为1，其余月份为0。
[0007]其中，所述获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度包括：依次相连的气体传感器、信号调理电路、上位机，所述信号调理电路包括第一选频电路、第二选频电路、放大电路、全波整流电路、稳压电路；所述气体传感器用于采集所述特征气体的气体信号，并将所述气体信号通过所述信号调理电路的调理之后输入至所述上位机。
[0008]其中，所述第一选频电路包括：第一电阻、第一三极管、第一电容、第二电容；所述
第一电阻的一端分别连接所述气体传感器的输出端、所述第一三极管的基极，所述第一电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别连接所述第一电容的一端、所述第二电容的一端，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端相连之后作为所述第一选频电路的输出端。
[0009]其中，所述第二选频电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第一MOS管、第二三极管；所述第二电阻的一端分别连接所述第一选频电路的输出端、所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第四电阻的一端、所述第三电容的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一MOS管的栅极，所述第四电容的一端，所述第四电容的另一端分别连接所述第三电容的另一端、所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第一MOS管的源极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接外部电压VCC1，所述第一MOS管的漏极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接外部电压VCC1，所述第二三极管的发射极连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接地，所述第六电阻为滑动电阻，滑动端与所述第五电容的另一端相连，所述第二三极管的集电极作为所述第二选频电路的输出端。
[0010]其中，所述放大电路包括：第六电容、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三三极管、第四三极管、第一二极管；所述第六电容的一端连接所述第二选频电路的输出端，另一端分别连接所述第三三极管的基极、第七电阻的一端、所述第八电阻的一端，所述第七电阻的另一端分别连接所述第三三极管的集电极、所述第九电阻的一端、所述第七电容的一端、所述第一二极管的负极，所述第九电阻的另一端连接外部电压VCC2，所述第七电容的另一端、所述第一二极管的正极、所述第八电阻的另一端均接地，所述第三三极管的发射极还与所述第四三极管的基极相连，所述第四三极管的集电极与所述第十电阻的一端相连，所述第十电阻的另一端连接外部电压VCC2，所述第四三极管的发射极与所述第十一电阻的一端相连，所述第十一电阻的另一端分别连接所述第十二电阻的一端、所述第八电容的一端，所述第十二电阻的另一端、所述第八电容的另一端均接地，所述第四三极管的集电极作为所述放大电路的输出端。
[0011]其中，所全波整流电路包括：第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二二极管、第三二极管、第一运放器；所述第十三电阻的一端连接所述放大电路的输出端，所述第十三电阻的另一端分别连接所述第一运放器的同相输入端、第二二极管的负极、所述第十五电阻的一端，所述第二二极管的正极连接所述第一运放器的输出端，所述第十五电阻的另一端分别连接所述第二二极管的负极、所述第三二极管的正极，所述第三二极管的负极连接所述第一运放器的输出端，所述第一运放器的反相输入端与所述第十四电阻的一端相连，所述第十四电阻的另一端接地，所述第三二极管的正极作为所述全波整流电路的输出端。
[0012]其中，所述稳压电路包括：第十六电阻、第四二极管、第五三极管；所述第十六电阻的一端分别连接所述全波整流电路的输出端、所述第五三极管的集电极，所述第十六电阻的另一端分别连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极接地，所述第四二极管的正极还与所述第五三极管的基极相连，所述第五三极管的发射极作为所述稳压电路的输出端。
[0013]采用本专利技术，首先，利用一氧化碳传感器、二氧化碳传感器等气体传感器来获取煤
矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度，所述气体传感器采集到的气体信号通过所述信号调理电路进行信号调理，去除干扰信号，防止上位机误判，获取用户所需气体信号并发送至上位机，上位机获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度，并将检测到的所述气体的类型及浓度输入至预设的自燃模型，所述自燃模型输出自燃风险；若所述自燃风险超出预设自燃风险阈值，则发送预警信号至外部终端设备。采用本专利技术可以精准的获取煤矿自燃风险，避免火灾等事故的发生。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本专利技术实施例提供的煤矿快速检测系统的示意图；图2是本专利技术实施例提供的信号调理电路的电路图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿快速检测控制系统，其特征在于，包括：获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度，其中，所述特征气体包括一氧化碳气体、二氧化碳气体、二氧化硫气体、甲烷和丙酮；将检测到的所述气体的类型及浓度输入至预设的自燃模型，所述自燃模型输出自燃风险；若所述自燃风险超出预设自燃风险阈值，则发送预警信号至外部终端设备。2.如权利要求1所述的煤矿快速检测系统，其特征在于，所述自燃模型的获取过程包括：获取特征气体所对应的可燃值，所述可燃值的计算公式为：，其中， n为所述特征气体的类型数，为所述特征气体的浓度，所述为所述特征气体的风险值，；将所述可燃值输入至预设自燃风险计算公式，所述自燃风险计算公式为：其中，A为常数，当A为预设月份时为1，其余月份为0。3.如权利要求1所述的煤矿快速检测系统，其特征在于，所述获取煤矿自燃层的气体中所含特征气体的类型及浓度包括：依次相连的气体传感器、信号调理电路、上位机，所述信号调理电路包括第一选频电路、第二选频电路、放大电路、全波整流电路、稳压电路；所述气体传感器用于采集所述特征气体的气体信号，并将所述气体信号通过所述信号调理电路的调理之后输入至所述上位机。4.如权利要求3所述的煤矿快速检测系统，其特征在于，所述第一选频电路包括：第一电阻、第一三极管、第一电容、第二电容；所述第一电阻的一端分别连接所述气体传感器的输出端、所述第一三极管的基极，所述第一电阻的另一端接地，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别连接所述第一电容的一端、所述第二电容的一端，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端相连之后作为所述第一选频电路的输出端。5.如权利要求3所述的煤矿快速检测系统，其特征在于，所述第二选频电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第一MOS管、第二三极管；所述第二电阻的一端分别连接所述第一选频电路的输出端、所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第四电阻的一端、所述第三电容的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端分别连接所述第一MOS管的栅极，所述第四电容的一端，所述第四电容的另一端分别连接所述第三电容的另一端、所述第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第一MOS管的源极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接外部电压VCC1，所述第一MOS管的漏极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接外部电压VC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其富，刘新，赵兰普，宋晓辉，张伟，李龙吟，
申请(专利权)人：河南省科学院，
类型：发明
国别省市：