智能等效温度传感器制造技术

本发明专利技术涉及矿井安全技术领域，且公开了智能等效温度传感器，由数据采集模块、数据显示模块与人机交互系统三部分构成；所述数据采集模块用于所处环境的温度、风速和湿度进行检测与采集，计算出当前环境的等效温度，并对以上数据进行存储；所述数据显示模块用于对数据采集模块采集的原始数据以及计算得到的等效温度数据进行直观的显示；所述人机交互系统用于向等效温度传感器发出数据校正指令，实现对所储数据的精确性检测与校正。本发明专利技术实现了对环境温度、风速、湿度数据的采集和等效温度数据的计算，填补了传感器领域等效温度计算应用方面的空白。面的空白。

【技术实现步骤摘要】
智能等效温度传感器


[0001]本专利技术涉及矿井安全
，具体为一种智能等效温度传感器。

技术介绍

[0002]热害是矿井的自然灾害之一，随着矿井开采深度的增加，矿井中高温高湿的热害问题变得越来越严重。
[0003]针对煤矿井下安全性目标的提升，国家发布了煤矿井下热害防治设计规范——GB 50418
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2017，该标准是为了在煤矿井下热害防治设计中贯彻执行国家先行的有关煤炭工业的法律、法规、方针和政策，以人为本，保障井下安全生产和井下生产人员的身体健康，改善劳动条件和提高劳动生产效率，使热害防治设计做到技术先进、安全可靠、经济合理。
[0004]目前矿井热害的防治措施主要有：1.加强安全教育，深刻认识热害的危害，提高自我保护能力；2.加强对矿工的耐热检验；3.提高劳动生产率，减少劳动时间，降低劳动强度；4.建立通风安全信息系统；5.采用非制冷空调降温；6.采用制冷空调降温。
[0005]众所周知，影响人体热平衡的气候条件是温度、湿度和风速。各国对合适劳动环境的小气候进行了大量研究。除了早期采用的干球温度和湿球温度外，还先后提出了各种指标如等效温度、实感温度、热力指数等，力求用某一综合性指标来确切反应劳动的适宜温度和湿度等。但是中国的矿山仍以干球温度这一单一参数为指标，并规定井下工人作业地点的气温不得超过26℃。
[0006]以上规定参考的指标过于单一，不能全面反应人体受热害的情况，而等效温度传感器正好可以完善热害报警及反应机制，等效温度在25℃
‑/>35℃为热害频发区，当等效温度传感器的数值达到25℃时，即会唤醒警报系统并打开降温设备，更有力的保障了工作人员的安全。
[0007]目前有关等效温度的计算尚无有效方法，本专利技术是根据煤矿巷道内对应监测点的温度、湿度和风速变化，采用非线性理论、人工智能算法和大数据分析技术，对监测点等效温度计算设计的一项智能传感器。根据国家相关标准，当达到预警等效温度时，触发显示屏报警提示，通过显示屏和现场交互接口，实时显示监测点当前的温度、湿度、风速和等效温度值，同时输出监测点对应的地理信息和环境信息。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种智能等效温度传感器。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种智能等效温度传感器，该传感器由数据采集模块、数据显示模块与人机交互系统构成。
[0010]所述数据采集模块用于对所处环境的风速、温度和湿度进行采集并传入主控制器，通过计算得出所处环境的等效温度。
[0011]所述数据显示模块用于对数据采集板采集环境数据以及智能计算的等效温度数
据进行直观的显示。
[0012]所述人机交互系统通过红外遥控向等效温度传感器发出校正数值指令。
[0013]所述数据采集模块是由数据采集板构成，所述数据显示模块是有数据显示板构成。
[0014]优选的，所述数据采集模块包括温度检测模块、湿度检测模块、风速检测模块、主控制器、通信模块、存储模块以及警报模块。
[0015]优选的，所述数据显示板包括显示模块与红外遥控模块。
[0016]优选的，所述通信模块用于人机交互系统、数据采集板与数据显示模块、以及与外界进行通信。
[0017]利用该智能等效温度传感器可实现温度检测、湿度检测和风速检测以及智能计算等效温度的方法，该传感器按照以下过程实现从环境基本数据到环境等效温度数据的智能计算：
[0018]步骤一：由温度检测模块、湿度检测模块和风速检测模块分别进行温度、湿度和风速检测与采集，由主控制器接收采集的原始数据；
[0019]步骤二：主控制器对温度、湿度和风速数据记录存储后进行智能计算，得到等效温度数据；
[0020]步骤三：主控制器将智能等效温度传感器智能计算得到的温度、湿度、风速和等效温度数据发送至数据显示模块，显示模式为轮流显示；
[0021]步骤四：由人机交互系统向主控制器发出校正指令，实现对平台数据的校正。
[0022]本专利技术采用上述技术方案，能够带来如下有益效果：
[0023]1、本专利技术实现了对环境温度、风速、湿度数据的采集和等效温度数据的计算，填补了传感器领域等效温度计算应用方面的空白。
[0024]2、本专利技术通过硬件电路设计极大的减小了调制波的噪声。
[0025]3、本专利技术通过大数据与非线性算法将等效温度的计算变得更加精确，填补了等效温度测量领域的空白。
[0026]4、本专利技术严格按照本质安全电路设计，安全性更强，稳定性更好。
[0027]5、本专利技术通过采用温度传感器采集干球温度，湿度传感器采集湿度，通过查询干湿球温度表(见图7)得到湿球温度，以干湿球温度表为基础，在计算湿球温度的过程中采用二位插值法对表进行插值，得到更为精确的湿球温度数据。
[0028]6、本专利技术解决人体所感受到的冷暖程度，它受到环境温度、风速和湿度的综合影响，现在国际上等效温度的确定一般是利用查找等效温度图轴(见图6)，由干球温度和湿球温度连线与等风速线的交点来确定等效温度值，这种查图法并不适用于计算机快速自动求解，容易产生误差，本专利采用数值方法解决这一问题。
[0029]7、本专利技术数值法以等效温度图中的干、湿球温度为坐标，测量出等风速线的各点坐标值，分别拟合出干、湿球温度连线方程和等风速线方程，再求解二者交点，以确定该状态在等效温度图中的位置点；将等效温度等值线近似看作是一系列等距离的平行线,以此平行线为纵坐标轴,垂线为横轴,则横坐标轴的数值即为等效温度值,此坐标即为等效温度坐标；将干、湿球温度坐标中确定的状态点的坐标值转换为等效温度坐标值,即可求出等效温度值.
附图说明
[0030]图1为本专利技术提出的智能等效温度传感器电路板结构示意图；
[0031]图2为本专利技术用于对采集到的超声波信号进行选频放大与差分放大电路示意图；
[0032]图3为本专利技术用于对调制后的载波信号进行检波电路示意图；
[0033]图4为本专利技术用运算放大器电路示意图；
[0034]图5为本专利技术用于对消除干扰的调制信号进行进一步放大，最后传入主控制器电路示意图；
[0035]图6为目前国际上等效温度的确定一般是利用查找等效温度图轴示意图；
[0036]图7为干湿球温度表示意图。
具体实施方式
[0037]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中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]实施例1
[0039]如图1
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图7所示，本专利技术提供一种智能等效温度传感器，该传感器由数据采集模块、数据显示模块与人机交互系统构成。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能等效温度传感器，其特征在于，该传感器由数据采集模块、数据显示模块与人机交互系统构成；所述数据采集模块用于对所处环境的风速、温度和湿度进行采集并传入主控制器，通过计算得出所处环境的等效温度；所述数据显示模块用于对数据采集板采集环境数据以及智能计算的等效温度数据进行直观的显示；所述人机交互系统通过红外遥控向等效温度传感器发出校正数值指令；所述数据采集模块是由数据采集板构成，所述数据显示模块是有数据显示板构成。2.根据权利要求1所述的智能等效温度传感器，其特征在于，所述数据采集模块包括温度检测模块、湿度检测模块、风速检测模块、主控制器、通信模块、存储模块以及警报模块。3.根据权利要求1所述的智能等效温度传感器，其特征在于，所述数据显示板包括显示模块与红外遥控模块。4.根据权利要求1所述的智能等效温度传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖正炜，王勇，魏新旭，胡社教，胡拓宇，王伟，魏竞择，唐攻坚，刘星，唐东明，李冠华，韩丰，石磊，占立，佘辰，黄稳文，吴天宜，徐炜，
申请(专利权)人：煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：