非线路供电矿山井下监测监控方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了非线路供电矿山井下监测监控方法与系统，它们的最主要特点是：或者去掉现有监测监控仪器的电源线与信号传输线缆，另外增加一套非线路连续供电的设备或部件；或者去掉现有监测监控仪器的电源线与信号传输线缆，监测监控仪器仍然由蓄电池供电，但在井下工作场所为所述的蓄电池配置充电器。本发明专利技术通过对矿山井下监测监控系统供电系统的改进实现了安装简单化、移动便携化，有利于更好地为矿山安全监控与生产管理服务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井监控领域，特别是涉及非线路供电矿山井下监测监控方法与系统。
技术介绍
目前，矿山井下监控日益向数字化发展。布置在井下的监测监控仪器有瓦斯监控仪、风速传感器、温度传感器、 一氧化碳传感器、摄像机、各种设备的状态检测传感器等，但这些仪器都不可避免地使用信号传输线缆和供电电缆，特点是粗大笨重，移动不便。有些虽然采用无线方式传输信号，但供电电缆是必不可少的。有些便携式检测仪虽然没有信号传输线缆和供电电缆，但必须定时将^f企测仪器带到地面为蓄电池充电，不可能长时间工作在井下工作场所。总之，现有的监测监控仪器或者安装及移动^艮麻烦，或者不能长时间工作在井下，限制了其使用范围，给生产和安全管理带来极大的不便。
技术实现思路
根据现有技术的不足，本专利技术的目的是设计和专利技术 一种既安装及移动方便，又可以长时间工作在现场的监测监控系统与方法，基于如下两种思路①去掉现有监测监控仪器的电源线与信号传输线缆，另外增加一套即使在监测监控仪器处于工作状态的情况下也可以对其进行连续供电的设备或部件；②去掉现有监测监控仪器的电源线与信号传输线缆，监测监控仪器仍然由蓄电池供电，但在井下工作场所为所述的蓄电池配置充电器。基于上述思路，本专利技术提出如下解决方案提供一种非线路供电的矿山井下监测监控方法，由监测监控仪器和为其供电的电源、信号传输链路、监控中心共同完成对矿山井下工作场所的监测监控，该方法包括如下步骤a、提供一套用于矿山井下监测监控的仪器的全部电路，该电路的信号传输方式为无线传输；b、提供一电源并与上述电路连接，该电源满足如下条件①内置有从周围环境中获取能量的部件，该能量由人工制造的设备产生并且由空气作为介质进行传播或由空气本身携带；②没有外部电源线，也没有外部充电器；③工作时，该电源与上述的人工制造的设备之间的距离大于lm; c、将步骤a与b中所述的所有部件集成为一个整体的设备；d、将上述设备安装到欲监测的井下工作场所，并在距离该工作场所大于lm的巷道内某处设置信号传输基站；e、在步骤(b )中，如果在安装监测监控仪器之前周围环境中没有所述的能量，则应在距离监测监控仪器大于lm的巷道内的某处增加一能量发射器；f、建立一个井下基站与监控中心之间的信号传输链路；g、在监控中心用显示设备将井下工作场所的有关信息显示出来。上述的一种非线路供电的矿山井下监测监控方法，在步骤b中，上述的一种非线路供电的矿山井下监测监控方法，在步骤b中，以井下照明灯或专用人工光源为能量源的光电池作为所述的电源。上述的一种非线3各供电的矿山井下监测监控方法，步骤b中，以电磁共振电能接收线圈作为所述的电源，步骤e中，以电磁共振电能 发射线圈作为所述的能量发射器，两个线圈之间通过共振原理在 lm—200m的距离内以空气作为介质传输电力。上述的一种非线路供电的矿山井下监测监控方法，井下基站与所 述的监控中心之间至少有一段线路采用电力线载波的方法进行通讯。本专利技术还提供了 一种非线路供电的矿山井下监测监控系统，包括 监测监控仪器和为其供电的电源、信号传输链路、监控中心，所述的 电源为如下二种中至少其中之一①由人工风力驱动的微型风力发电 机，②与电磁共振电能发射器之间为大于lm的无线连接的电磁共振 电能接收器；所述的监测监控仪器与井下其它任何设备之间无光缆或电缆连接。上述的一种非线路供电的矿山井下监测监控系统，所述的监测监 控仪器为摄像机。上述的一种非线i 各供电的矿山井下监测监控系统，所述的监测监 控仪器为摄像机，摄像机带有防尘刷。上述的一种非线路供电的矿山井下监测监控系统，所述的监测监 控仪器为摄像机，摄像机集成有显示屏、话筒、扬声器。本专利技术还提供了另一种非线路供电的矿山井下监测监控系统，包 括监测监控仪器和为其供电的电源、信号传输链路、监控中心，所述 的电源为蓄电池，在井下设有为该蓄电池充电的充电器。本专利技术通过对矿山井下监测监控系统供电系统的改进，在空间狭 小、移动频繁的矿山井下实现了安装简单化，移动便携化，是矿山安全监控与生产管理的有力助手。 附图说明图1是本专利技术非线路供电矿山井下监测监控系统示意图。图中 (101)——井下监测监控仪器；(102)—井下巷道支护；(103)— 井下基站；(104)—电力电缆；(105)--井下电器开关；(106)— 与监控中心相连的电力电缆；(107 )--电力线载波调制解调器；(108 ) --监控中心主机。图2是本专利技术非线路供电矿山井下监测监控系统的井下风力发电 摄像机结构示意图。在图中，本机分为摄像机与发电机两部分，其中 摄像机部分包括(201)--天线；(202 )—电磁感应电能接收线圈； (203 )—外壳及其它部分;(204 )—防尘刷。发电机部分包括(301) —喇叭口； ( 302 )--风叶；(303 )--传动轴；(304 )--发电机；(305 ) —电磁感应电能发送线圈；(306 )—摄像机支架；(307 )--支架；(308 ) —外壳。图3是本专利技术井下风力发电摄像机电气原理图。图中(401)--单片机；(402 )—大容量闪存；(403 )~#:头；(404 )—感光芯片；(40" _-高速数字信号处理芯片；(406 )--无线通信模块；(407 ) —天线；(408 )—快照开关；(409 )--闪光灯；("0 )--发光二极管；(411)—蓄电池;(412) —LCD触摸屏；(413)—扬声器;(414)--麦克风；(415 )—程序存储器；(416 ) —数据存储器；(417 )—音频 模块；(418 )—电磁感应电能接收线圈；(419 )—瓦斯检测模块；(305 )—电磁感应电能发射线圈；(304 )—发电机；(203 )—摄像 机外壳；(308 )—发电机外壳.图4是本专利技术的信号传输系统原理图。图中(501)—天线；(502 ) --无线通信模块；(503 )—单片机；(504) —电擦写只读存储器；(505)--发光二极管；(506 )—电力线栽波芯片；(507 )--模拟前 端；(508 )—耦合器及电源；(509 )—外部程序储存器；(510)— 外部数据储存器；(511)-—禺合器及电源；(512)—模拟前端；(513) —发光二极管；(514)—电擦写只读存储器；(515)—网络控制器；(516) —电力线载波芯片；(517)—电力线。图5是本专利技术实施例二的电能传输原理图。图中(601 )—监测监 控仪器主电路；(602 )—电磁共振电能传输发射线圏；(603 )—电磁 共振电能传输接收线圈；(604 )—电磁共振电能传输模块；(411)-蓄电池。图6是本专利技术实施例三的电能传输原理图。图中(601)—监测监 控仪器主电路；(701)--光电池；(411)-蓄电池。图7是本专利技术实施例四井下基站结构示意图。图中(800)-电磁 感应电能发射线圈；(801)—井下基站主体；(802 )—线缆进出喇叭 口；(803)—天线。具体实施例方式结合附图1,本专利技术非线路供电矿山井下监测监控系统将予以详 细描述如下。然而，除了详细的描述之外，本专利技术还可以广泛地在其它实施例施行，且本专利技术的范围不受其限定，而以权利要求所限定的 专利范围为准。另外，不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非线路供电的矿山井下监测监控方法，由监测监控仪器和为其供电的电源、信号传输链路、监控中心共同完成对矿山井下工作场所的监测监控，其特征在于该方法包括如下步骤：　ａ、提供一套用于矿山井下监测监控的仪器的全部电路，该电路的信号传输方式为 无线传输；　ｂ、提供一电源并与上述电路连接，该电源满足如下条件：①内置有从周围环境中获取能量的部件，该能量由人工制造的设备产生并且由空气作为介质进行传播或由空气本身携带；②没有外部电源线，也没有外部充电器；③工作时，该电源与上述的人工 制造的设备之间的距离大于１ｍ；　ｃ、将步骤ａ与ｂ中所述的所有部件集成为一个整体的设备；　ｄ、将上述设备安装到欲监测的井下工作场所，并在距离该工作场所大于１ｍ的巷道内某处设置信号传输基站；　ｅ、在步骤（ｂ）中，如果在安装监测 监控仪器之前周围环境中没有所述的能量，则应在距离监测监控仪器大于１ｍ的巷道内的某处增加一能量发射器；　ｆ、建立一个井下基站与监控中心之间的信号传输链路；　ｇ、在监控中心用显示设备将井下工作场所的有关信息显示出来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邸永春，
申请(专利权)人：邸永春，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]