一种矿用防爆柴油机无线保护装置的制作方法

1.本发明涉及监控系统技术领域，更具体的说是涉及一种矿用防爆柴油机无线保护装置。


背景技术：

2.目前，随着煤矿机械化、自动化程度的提高，以防爆柴油机为动力的矿井车辆因具备运输距离长、维修保养方便、运输效率高等特点而广泛应用于煤矿巷道的掘进开采及运输人力、物料的过程中。由于煤矿的特殊生产环境中存在大量的爆炸性气体，因此柴油机除了结构防爆外，还应具备对排气温度、冷却水温、表面温度、机油压力、甲烷浓度等项目监测的安全保护系统。当某项监测项目出现异常时，柴油机安全保护系统发出声光报警信号，并在设定时间内使柴油机停机，从而避免柴油机的损坏及因温度过高引发气体爆炸事故。
3.但是，现有技术中柴油机保护装置缺少无线数据传输功能，工作人员无法及时取得故障信息；同时电路结构较为复杂。
4.因此，如何提供一种能够解决上述问题的一种矿用防爆柴油机无线保护装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种矿用防爆柴油机无线保护装置，依靠外部安装的各类传感器采集相应的车辆运行参数，参数超限后根据配置进行报警，必要时驱动熄火电磁阀进行发动机安全保护。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种矿用防爆柴油机无线保护装置，安装于矿用无轨胶轮车上，包括：
8.主控制器，用于实现整体的数据处理功能；
9.温度检测模块，所述温度检测模块与所述主控制器电性连接，用于采集柴油机表面的温度数据并发送至所述主控制器进行处理；
10.气体采集模块，所述气体采集模块与所述主控制器电性连接，用于采集产生的废气浓度数据并发送至所述主控制器进行处理；
11.报警模块，所述报警模块与所述主控制器电性连接，用于根据所述主控制器的处理结果进行报警提示；
12.无线通讯模块，所述无线通讯模块与所述主控制器无线通讯连接，用于将所述温度数据及所述废气浓度数据进行无线传输。
13.优选的，还包括：电源模块，所述电源模块与所述主控制器电性连接，用于提供电能。
14.优选的，还包括：车速采集模块，所述车速采集模块与所述主控制器电性连接，用于采集车辆的速度数据。
15.优选的，还包括：液位采集模块，所述液位采集模块与所述主控制器电性连接，用
于采集所述柴油机的冷却水液位数据。
16.优选的，所述气体采集模块包括：独立设置的甲烷检测单元及一氧化碳检测单元。
17.优选的，所述温度检测模块具体包括依次连接的采集单元及转换单元。
18.优选的，所述采集单元包括：多个电子元器件；
19.其中电阻r40的一端与稳压二极管的正极及电阻r44的一端连接，所述电阻r44的另一端与芯片u10a的引脚2连接，所述芯片u10a的引脚1与所述稳压二极管的负极连接，所述芯片u10a的引脚3与电阻r52的一端连接，所述电阻r52的另一端与电阻r54的一端、电阻r57的一端及热敏电阻a连接，所述电阻r54的另一端与所述芯片u10a的引脚1连接，所述电阻r57的另一端与所述芯片u10b的引脚5连接，所述芯片u10b的引脚6与电阻r66的一端连接，所述电阻r66的另一端与所述芯片u10b的引脚7及电阻r59的一端连接，所述电阻r59的另一端与所述芯片u14a的引脚3连接，所述芯片u14a的引脚2与电阻r74的一端及电阻r75的一端连接，所述芯片u14a的引脚1与所述电阻r75的另一端连接，所述电阻r74的另一端与芯片u14b的引脚7及电阻r73的一端连接，所述电阻r73的另一端与电阻r72的一端及所述芯片u14b的引脚6连接，所述芯片u14b的引脚5与电阻r68的一端连接，所述电阻r68的另一端与热敏电阻b连接。
20.优选的，所述转换单元包括：多个电子元器件；
21.其中电阻r100的一端接电源电压，另一端与电阻r101的一端、电阻r102的一端及稳压二极管u22的负极连接，所述电阻r101的另一端与电阻r106的一端连接，所述电阻r106的另一端与所述稳压二极管u22的正极连接，所述电阻r102的另一端与芯片u20的引脚3连接，所述芯片u20的引脚5接电源电压，所述芯片u20的引脚4与电阻r108的一端连接，所述芯片u20的引脚1与所述电阻r108的另一端、稳压二极管d15的负极及电阻r103的一端连接，所述电阻r103的另一端与电阻r104的一端连接，所述电阻r104的另一端与电容c51的一端及所述主控制器连接。
22.优选的，所述报警模块具体包括：多个电子元器件；
23.其中芯片u33的引脚2与电阻r160的一端及三极管q10的集电极连接，所述电阻r160的另一端接3.3v电压，所述芯片u33的引脚3接12v电压；三极管q10的基极与电阻r161的一端连接，所述电阻r161的另一端与电阻r165的一端连接，所述电阻r165的另一端与三极管q11的基极连接，三极管q11的集电极与芯片km1的引脚2连接，所述芯片km1的引脚1与电阻r163的一端连接，所述电阻r163的另一端接5v电压，所述芯片km1的引脚4及引脚6接芯片f7的引脚1，所述芯片f7的引脚2接稳压二极管d46的负极、电容c179的一端及12v电压，所述电容c179的另一端接地。
24.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种矿用防爆柴油机无线保护装置，将柴油机在工作过程中测量所得的参数与设定的安全数据进行比较，当出现任何一个可能影响柴油机安全工作的情况时，柴油机保护装置就会启动保护，在设定时间之内使柴油机停止运转，并且在故障或者危险排除前，不能重新进入正常工作状态。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明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
发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明提供的一种矿用防爆柴油机无线保护装置的结构原理框图；
27.图2为本发明提供的采集单元的电路原理图；
28.图3为本发明提供的转换单元的电路原理图；
29.图4为本发明提供的报警模块的电路原理图；
30.图5为本发明提供的车速采集模块的电路原理图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
32.参见附图1所示，本发明实施例公开了一种矿用防爆柴油机无线保护装置，安装于矿用无轨胶轮车上，包括：
33.主控制器1，用于实现整体的数据处理功能；
34.温度检测模块2，温度检测模块2与主控制器1电性连接，用于采集柴油机表面的温度数据并发送至主控制器1进行处理；
35.其中，温度数据还可以包括排气温度、冷却水温度。
36.气体采集模块3，气体采集模块3与主控制器1电性连接，用于采集产生的废气浓度数据并发送至主控制器1进行处理；
37.报警模块4，报警模块4与主控制器1电性连接，用于根据主控制器1的处理结果进行报警提示；
38.无线通讯模块5，无线通讯模块5与主控制器1无线通讯连接，用于将温度数据及废气浓度数据进行无线传输。
39.具体的，当甲烷参数超过0.5％、一氧化碳参数大约24ppm、排气温度超过70℃、表面温度参数超过150℃、冷却水温度超过98℃时，其中任一个参数达到报警值，均会使主机发出停机信号，触发供电控制电源线的继电器动作，达到驱动熄火电磁阀的目的，完成熄火动作。
40.在一个具体的实施例中，还包括：电源模块6，电源模块6与主控制器1电性连接，用于提供电能。
41.在一个具体的实施例中，气体采集模块3包括：独立设置的甲烷检测单元31及一氧化碳检测单元32。
42.在一个具体的实施例中，温度检测模块2具体包括依次连接的采集单元21及转换单元22，
43.参见附图2所示，在一个具体的实施例中，采集单元21包括：多个电子元器件；
44.其中电阻r40的一端与稳压二极管的正极及电阻r44的一端连接，电阻r44的另一端与芯片u10a的引脚2连接，芯片u10a的引脚1与稳压二极管的负极连接，芯片u10a的引脚3与电阻r52的一端连接，电阻r52的另一端与电阻r54的一端、电阻r57的一端及热敏电阻a连
接，电阻r54的另一端与芯片u10a的引脚1连接，电阻r57的另一端与芯片u10b的引脚5连接，芯片u10b的引脚6与电阻r66的一端连接，电阻r66的另一端与芯片u10b的引脚7及电阻r59的一端连接，电阻r59的另一端与芯片u14a的引脚3连接，芯片u14a的引脚2与电阻r74的一端及电阻r75的一端连接，芯片u14a的引脚1与电阻r75的另一端连接，电阻r74的另一端与芯片u14b的引脚7及电阻r73的一端连接，电阻r73的另一端与电阻r72的一端及芯片u14b的引脚6连接，芯片u14b的引脚5与电阻r68的一端连接，电阻r68的另一端与热敏电阻b连接。
45.参见附图3所示，在一个具体的实施例中，转换单元22包括：多个电子元器件；
46.其中电阻r100的一端接电源电压，另一端与电阻r101的一端、电阻r102的一端及稳压二极管u22的负极连接，电阻r101的另一端与电阻r106的一端连接，电阻r106的另一端与稳压二极管u22的正极连接，电阻r102的另一端与芯片u20的引脚3连接，芯片u20的引脚5接电源电压，芯片u20的引脚4与电阻r108的一端连接，芯片u20的引脚1与电阻r108的另一端、稳压二极管d15的负极及电阻r103的一端连接，电阻r103的另一端与电阻r104的一端连接，电阻r104的另一端与电容c51的一端及主控制器1连接。
47.通过上述单元，将采集到的电阻值转化为电压值，对比标准的pt100电阻，进行转换。
48.参见附图4所示，在一个具体的实施例中，报警模块4具体包括：多个电子元器件；
49.其中芯片u33的引脚2与电阻r160的一端及三极管q10的集电极连接，电阻r160的另一端接3.3v电压，芯片u33的引脚3接12v电压；三极管q10的基极与电阻r161的一端连接，电阻r161的另一端与电阻r165的一端连接，电阻r165的另一端与三极管q11的基极连接，三极管q11的集电极与芯片km1的引脚2连接，芯片km1的引脚1与电阻r163的一端连接，电阻r163的另一端接5v电压，芯片km1的引脚4及引脚6接芯片f7的引脚1，芯片f7的引脚2接稳压二极管d46的负极、电容c179的一端及12v电压，电容c179的另一端接地。
50.具体的，主控制器1通过计算，输出故障信号高电平信号，通过导通q11三极管来驱动km1固态继电器，使继电器动作，驱动12v电源信号，驱动电磁阀，完成熄火动作；通过驱动固态继电器，小电流驱动大电流，驱动能力更强。且在煤矿防爆要求上，可以适配非本安的电磁阀，适用的电磁阀更为广泛。
51.参见附图5所示，在一个具体的实施例中，还包括：车速采集模块7，车速采集模块7与主控制器1电性连接，用于采集车辆的速度数据；具体电路包括：
52.电阻r169的一端接检测传感器，另一端与电阻r174的一端连接，电阻r174的另一端与电阻r176的一端及芯片u34的引脚1连接，芯片u34的引脚3与电阻r167的一端及电阻r168的一端连接，芯片u34的引脚4与电阻r168的另一端及电阻r175的一端连接，电阻r175的另一端与三极管q13的基极连接，三极管q13的集电极与电阻r172的一端及主控制器1连接，电阻r172的另一端接3.3v电压。
53.通过上述电路采集数据，每秒钟的变换次数为n，得到频率f，则计算出频率为则车速：v＝(2πr*f*60*60*2)/(1000*1000*100)，其中r为轮胎半径。
54.在一个具体的实施例中，还包括：液位采集模块8，液位采集模块8与主控制器1电性连接，用于采集柴油机的冷却水液位数据。
55.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。