一种矿井安全监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种矿井安全监测系统，包括气体监测装置、温湿度监测装置、信号放大器、FIR滤波器、AD转换器、微处理单元、通信收发装置和矿井安全监测装置，所述气体监测装置包括气体浓度检测模块、气体浓度变化率检测模块、气体压力压强检测模块及气体检测故障报警模块，所述气体监测装置和所述温湿度监测装置将采集到的原始模拟信号经过所述放大器放大，然后通过所述FIR滤波器和所述AD转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号，经I/O接口输入给所述微处理单元，所述微处理单元通过所述通信收发装置将所述数字信号发送给所述矿井安全监测装置。本实用新型专利技术中的矿井安全监测系统，监测瓦斯当前浓度数据和浓度变化率，实现提前预警作用。提前预警作用。提前预警作用。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井安全监测系统


[0001]本技术涉及安全监测
，特别涉及一种矿井安全监测系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国煤矿安全生产得到了国家和人民的广泛关注，但总体形势仍然严峻。矿井安全监测系统的研究一直是工矿安全设备研究的热点，然而现有的安全监测设备大多存在以下缺点：
[0003]井下探头数量不足或探头受损不能及时被发现，造成监测死角；
[0004]目前，中、小型煤矿装备的监测监控系统大都是模拟信号传输，容易造成监测状态不连续，部分主机系统经常存在长时间(时长超过1O分钟)无监测数据的状态。测控到的各类数据参数不直观，不能及时判断井下故障、报警、瓦斯的安全数据，甚至造成信息不共享，生产指挥不连续等现象；
[0005]监测参数只局限在瓦斯当前浓度数据上，忽略了浓度的变化率，只有当甲烷与空气的混合气体达爆炸极限5.3％～14.0％(V/V)时才发出报警信号，但往往为时已晚，无法真正起到预警作用；
[0006]对于煤矿安全的评判标准只局限于瓦斯浓度，忽略了氧气浓度、温度、湿度和气压等因素造成的影响。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服
技术介绍
中现有矿井监测系统不能真正达到提前预警作用的问题，从而提供一种矿井安全监测系统。
[0008]为解决上述问题，本技术提供一种矿井安全监测系统，包括：包括气体监测装置、温湿度监测装置、信号放大器、FIR滤波器、AD转换器、微处理单元、通信收发装置和矿井安全监测装置，
[0009]所述气体监测装置包括气体浓度检测模块、气体浓度变化率检测模块、气体压力压强检测模块及气体检测故障报警模块，
[0010]所述气体监测装置和所述温湿度监测装置将采集到的原始模拟信号经过所述放大器放大，然后通过所述FIR滤波器和所述AD转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号，经I/O接口输入给所述微处理单元，所述微处理单元通过所述通信收发装置将所述数字信号发送给所述矿井安全监测装置。
[0011]优选地，所述微处理单元为单片机或控制器或芯片。
[0012]优选地，所述通信收发装置为无线收发模块，通过无线网络将监测数据传递给所述矿井安全监测装置。
[0013]优选地，所述矿井安全监测装置包括：
[0014]接收模块，用于接收所述通信收发装置覆盖范围内各传感器节点的监测数据；
[0015]处理模块，用于通过模糊判决器程序生成爆炸概率序列，并对所述爆炸概率序列
进行均值滤波，生成F函数；
[0016]判断模块，用于当所述F函数中的任一项值>60％时，向地上监控节点发送高电平；
[0017]发射模块，用于向地上监控节点发送冗余数据和参数序列。
[0018]优选地，所述处理模块还包括冗余模块，所述冗余模块用于防止所述地上监控节点收到误码信号。
[0019]优选地，所述矿井安全监测装置还包括客户端软件，所述客户端软件包括：
[0020]数据接收单元，用于接收所述无线收发模块传输的监控数据和报警数据；
[0021]数据分析单元，用于对所述数据接收单元中的数据综合分析；
[0022]数据查询单元，用于对入库以及历史数据的查询；
[0023]数据报警单元，用于对异常数据报警信号的显示和语音提醒。
[0024]优选地，所述客户端软件通过接口连接硬件驱动模块、数据服务模块和服务代理模块，所述硬件驱动模块用于实现USB总线连接，所述数据服务模块用于实现数据信息的增删改查操作，所述服务代理模块用于实现数据统计的报表打印。
[0025]优选地，还包括报警装置，所述报警装置与所述微处理单元电性连接。
[0026]相对于现有技术，本技术所述的矿井安全监测系统具有以下有益效果：
[0027]1、通过本实施方式中的矿井安全监测系统，不仅可以监测瓦斯当前浓度数据，还能监测浓度的变化率，在甲烷与空气的混合气体达爆炸极限5.3％～14.0％(V/V)之前就可发出报警信号，真正起到预警作用。
[0028]2、处理模块还设置有冗余模块，冗余模块用于防止地上监控节点收到误码信号，提高了危险程度的判定精度。
[0029]3、矿井安全监测系统的客户端软件具有对所有传感器的参数信息和用户信息进行管理的功能，实现定制化需求，功能齐全，实时展示运行状态。
附图说明
[0030]图1为本技术实施例中矿井安全监测系统的构成图；
[0031]图2为本技术实施例中矿井安全监测装置的结构示意图；
[0032]图3为本技术实施例中客户端软件的结构构成图；
[0033]图4为本技术实施例中矿井安全监测装置的信号传输流程框图；
[0034]图5为本技术实施例中矿井安全监测系统的网络连接示意图；
[0035]图6为本技术实施例中矿井安全监测地上节点的架构图；
[0036]图7为本技术实施例中微处理单元的一个具体实施例的结构示意图；
[0037]图8为本技术实施例中矿井安全监测装置的判定逻辑示意图；
[0038]图9为本技术实施例中矿井安全监测装置的模糊判定规则表。
[0039]附图标记说明：
[0040]其中：10
‑
气体监测装置；11
‑
气体浓度检测模块；12
‑
气体浓度变化率检测模块；13
‑
气体压力压强检测模块；14
‑
气体检测故障报警模块；20
‑
温湿度监测装置；30
‑
放大器；40
‑
FIR滤波器；50
‑
AD转换器；60
‑
微处理单元；70
‑
通信收发装置；80
‑
矿井安全监测装置；81
‑
接收模块；82
‑
处理模块；821
‑
冗余模块；83
‑
判断模块；84
‑
发射模块；85
‑
客户端软件；851
‑
数据接收单元；852
‑
数据分析单元；853
‑
数据查询单元；854
‑
数据报警单元；86
‑
硬件驱
动模块；87
‑
数据服务模块；88
‑
服务代理模块；90
‑
报警装置。
具体实施方式
[0041]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0042]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井安全监测系统，其特征在于，包括气体监测装置(10)、温湿度监测装置(20)、信号放大器(30)、FIR滤波器(40)、AD转换器(50)、微处理单元(60)、通信收发装置(70)和矿井安全监测装置(80)，所述气体监测装置(10)包括气体浓度检测模块(11)、气体浓度变化率检测模块(12)、气体压力压强检测模块(13)及气体检测故障报警模块(14)，所述气体监测装置(10)和所述温湿度监测装置(20)将采集到的原始模拟信号经过所述放大器(30)放大，然后通过所述FIR滤波器(40)和所述AD转换器(50)将放大后的模拟信号转换为数字信号，经I/O接口输入给所述微处理单元(60)，所述微处理单元(60)通过所述通信收发装置(70)将所述数字信号发送给所述矿井安全监测装置(80)。2.根据权利要求1所述的矿井安全监测系统，其特征在于，所述微处理单元(60)为单片机或控制器或芯片。3.根据权利要求1所述的矿井安全监测系统，其特征在于，所述通信收发装置(70)为无线收发模块，通过无线网络将监测数据传递给所述矿井安全监测装置(80)。4.根据权利要求1所述的矿井安全监测系统，其特征在于，所述矿井安全监测装置(80)包括：接收模块(81)，用于接收所述通信收发装置(70)覆盖范围内各传感器节点的监测数据；处理模块(82)，用于通过模糊判决器程序生成爆炸概率序列，并对所述爆炸概率序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾鹏程，张祥莉，刘毅，张旺，王瑜，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：