一种矿井用防爆监测预警装置

1.本说明书涉及矿井设备技术领域，尤其涉及一种矿井用防爆监测预警装置。


背景技术：

2.瓦斯是植物在转化成煤的初始阶段，由厌氧菌作用于纤维素及其它一些有机质分解而成的一种气体，其主要成分是包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等在内的烷烃物质，一般条件下，其爆炸界限在5％～16％。
3.矿井下的瓦斯以及其他易爆气体的含量直接关系着工人们的安全问题，当瓦斯浓度达到一定范围时，极可能产生爆炸，引发一系列的连锁反应，造成人员伤亡和财产损失。现有技术通过在矿井内设置预警装置，在气体浓度达到一定程度时发出警报，来避免以上问题。所以预警装置的准确性就尤为重要，如果本没有危险发生的可能而发出报警就会影响工人的正常工作，如果已经有发生危险的可能而没有报警，就无法避免人员伤亡和财产损失。
4.因此，如何提高预警装置预警的准确性，成为本领域人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.为了解决以上问题，本说明书实施例提供了一种矿井用防爆监测预警装置，用来准确监测矿井内的易爆气体的浓度以及温度，在达到预设条件时发出警报，以使工作人员及时撤离或采取必要措施进行预防。
6.本说明书实施例是这样实现的：
7.一种矿井用防爆监测预警装置，包括：箱体，所述箱体内部设置有控制器、电源模块和环境监测模块，所述箱体内部或外部设置有报警器，所述电源模块、所述环境监测模块、所述报警器和所述控制器相连接；
8.所述箱体的壁上至少两个相对的位置处设置有供气体通过的过滤网，以便气体可沿直线方向从一个所述过滤网流入所述箱体并从另一个所述过滤网流出所述箱体；
9.所述环境监测模块用于采集环境信息，所述控制器用于基于所述环境信息控制所述报警器发出报警信息。
10.本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：箱体外部的气体可经两个过滤网进出箱体，由于两个过滤网相对设置，箱体形成了通透的环境，便于气体自由扩散进入和流出箱体，使得箱体内的气体环境与箱体外的气体环境更加接近或相同，环境监测模块测得的箱体内的气体浓度更能准确反应箱体外的气体浓度。而且，由于过滤网的存在，气体经过过滤网后进入箱体内，气体中杂质被过滤掉，使得环境监测模块不受杂质的影响，测得值更加精确。控制器基于准确测得的环境信息控制报警器发出报警信息，可以提高预警的准确性和及时性。
附图说明
11.为了更清楚地说明本说明书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技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本说明书实施例提供的矿井用防爆监测预警装置的外部结构的示意图；
13.图2为本说明书实施例提供的矿井用防爆监测预警装置的内部结构的示意图；
14.图3为本说明书实施例提供的矿井用防爆监测预警装置的俯视图。
15.其中，1、箱体；2、箱门；3、蜂鸣器；4、挂脚；5、报警灯；6、过滤网；7、垫板；8、控制器；9、电源模块；10、一氧化碳传感器；11、瓦斯传感器；12、温度传感器；13、支撑板；14、显示屏；15、固定夹；16、可视窗口；17、无线通信模块。
具体实施方式
16.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。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.如图1所示，本发明提供了一种矿井用防爆监测预警装置，包括：箱体1，箱体1内部设置有控制器8、电源模块9和环境监测模块，箱体1内部或外部设置有报警器，箱体1的壁上至少两个相对的位置处设置有过滤网6，相对的位置处指的是箱体1的壁上、面对面的位置处，比如箱体为长方体时，相对的两个侧壁上设置有过滤网6。其中，环境监测模块可以包括温度传感器12、瓦斯传感器11和一氧化碳传感器10。控制器可以为处理器、plc、asic芯片等。电源模块9可以是充电电池。电源模块9也可以为用于与外部电源相连接的接口。电源模块9也可为将外部电源提供的电能形式转换为本发明所需的电能形式的电路模块。
19.环境监测模块用于采集环境信息，控制器8用于基于环境信息控制报警器发出报警信息。
20.由于矿井内的气体中会含有较多杂质，控制器和环境监测模块容易受到气体中杂质的影响，而无法准确测出所需监测的那一种或几种气体的浓度(如瓦斯和一氧化碳的浓度)。本发明中，通过设置箱体1，将控制器8和环境监测模块设置在箱体1内，并在箱体1的壁上两个相对的位置处设置过滤网6。以便气体可沿直线方向从一个过滤网6流入箱体1并从另一个过滤网6流出箱体1。需要说明的是，此处并非限定气体沿直线方向流动，只是为了限定过滤网6的相对位置关系，可以使得气体可沿直线方向流动进入和流出箱体1，气体的实际流向由环境因素决定，可沿曲线流动等。如此，箱体1外部的气体可经两个过滤网6进出箱体1，由于两个过滤网6相对设置，箱体1形成了通透的环境，便于气体自由扩散进入和流出箱体1，使得箱体1内的气体环境与箱体1外的气体环境更加接近或相同，环境监测模块测得的箱体1内的气体浓度更能准确反应箱体1外的气体浓度(真实的矿井环境的气体浓度)。而且，由于过滤网6的存在，气体经过过滤网6后进入箱体1内，气体中杂质被过滤掉，使得环境
监测模块不受杂质的影响，测得值更加精确。
21.控制器根据环境信息控制报警器报警，如控制器8在瓦斯浓度、一氧化碳浓度和温度达到预设条件时控制报警器报警。预设条件可以有多个，也就是说控制器对瓦斯浓度、一氧化碳浓度和温度进行综合分析，在某些范围组合下判断有爆炸风险而发出警报。如可以是瓦斯浓度在某一范围时，就发出警报，此时，瓦斯浓度是爆炸最大的影响因素，其他因素可以不予考虑。也可以是瓦斯浓度在第二范围，但一氧化碳浓度到达第三范围而且温度到达第四范围时发出警报，此时单独来看瓦斯浓度，可能不会发生爆炸，但一氧化碳的浓度和温度此时也成为比较重要的影响因素，在综合作用下会有发生爆炸的可能。各个预设条件可以根据各个不同的矿井而具体设定，各个预设条件也可参考发生爆炸时的历史数据进行调整。如此，可以使得控制器8的判断更加准确，及时控制报警器报警，以使矿井内的人员及时撤离、并采取相关措施减小瓦斯浓度和一氧化碳的浓度，避免造成人员伤亡。
22.进一步地，箱体1的外壁上设置有挂脚4。如此，可以便于箱体1通过挂脚4挂接在矿井的墙壁上。可预先在矿井的墙壁上的合适位置钉钉子或挂钩，然后将箱体1挂在墙壁上。其中，可以在箱体1的一个外壁上的四个边角处各设置一个挂脚4。挂脚4可以为焊接在箱体1外壁上的片状结构，片状结构上开设有通孔，挂脚4也可以为挂钩、吊环等。
23.进一步地，箱体1设置为双层结构，双层结构的夹层处设置有防爆材料。防爆材料可以设置为岩棉、硅酸铝纤维棉、珍珠岩等材料中一种或多种。如此，在矿井发生爆炸时，或者发生其他危险时，箱体1可以抵挡碎石等的撞击，保护设置在其内部的控制器8、电源模块9、一氧化碳传感器10、瓦斯传感器11和温度传感器12等不被损坏。
24.进一步地，报警器包括设置在箱体1的壁上且位于箱体1外部的蜂鸣器3和报警灯5。控制器8可以控制蜂鸣器3发出声响，控制报警灯5发出报警光，来提醒工作人员及时撤离。蜂鸣器3和报警灯5设置在箱体1的外部，便于声音和光的传播。蜂鸣器3的声响形式不做限定，可以为间断的声响也可以为持续的声响，报警光的形式同样不做限定，可为闪烁，闪烁的间隔时间可以固定也可以不固定。
25.进一步地，箱体1内设置有显示屏14，箱体1的壁上与显示屏14相对应的位置处设置有可视窗口16，控制器8控制显示屏14显示环境信息。其中，可视窗口16的材料可以为透明的玻璃或塑料。可在箱体1的内顶壁固定设置固定夹15，固定夹15上带有连接杆，通过连接杆固定连接在箱体1的内顶壁上，显示屏14被固定夹持在固定夹15上。
26.如此，工作人员可通过可视窗口16看到显示屏14上显示的环境信息，并作出自己的判断。
27.进一步地，箱体1设置有带锁止结构的箱门2，箱门2上设置有可视窗口16。在平时，可将箱门2关闭，用锁止结构锁住。在更换电源模块9时，可将锁止结构打开，更换电源模块9后，再将箱门2关闭，用锁止结构锁止。具体地，箱体1的壁上设置有开口，箱门2具体可设置为两扇门，门可以通过合页等转动设置在开口处。锁止结构可以采用现有技术中的锁止结构。
28.进一步地，箱体1的内底壁上设置有垫板7，控制器8和电源模块9设置在垫板7上，箱体1内部设置有悬空的支撑板13，支撑板13的两端分别与箱体1的两个相对的内侧壁固定连接，一氧化碳传感器10、瓦斯传感器11和温度传感器12设置在支撑板13上。垫板7可以设置有两块，一块垫板7上设置控制器8，另一块垫板7上设置电源模块9。
29.进一步地，箱体1内部还设置有无线通信模块17，报警器包括便携式报警器，无线通信模块17用于与便携式报警器通信。
30.如此，工作人员可随身携带便携式报警器，控制器8在环境信息达到预设条件时，通过无线通信模块17控制便携式报警器报警，更有利于工作人员接收到报警提醒。便携式报警器上可设置有报警灯或蜂鸣器，也可设置有屏幕。在有屏幕的情况下，控制器8可通过无线通信模块17将环境信息传递给便携式报警器以便在屏幕上显示环境信息，便于工作人员随时查看环境信息。
31.进一步地，箱体1内还设置有无线通信模块17，无线通信模块17用于向监控中心发送矿井用防爆监测预警装置的位置信息和环境信息。
32.控制器8可通过无线通信模块17给矿井的监控中心发送环境信息和位置信息。其中，位置信息为矿井用防爆监测预警装置的位置信息，其中一种信息的发送形式是，每个矿井用防爆监测预警装置被固定设置在矿井内的某一位置，可以为各个位置建立固定的信号标志，各个位置的信号标志不同，位于该位置的矿井用防爆监测预警装置，在发送环境信息给监控中心时，同时发送信号标志。其中，无线通信模块17具体可以为5g无线通信模块，监控中心可以是用于对整个矿井各方面进行监控的控制中心。比如监控中心可以对矿井内的环境、矿井内各设备的运行状态等进行监控。
33.如此，监控人员可以通过监控中心，监测到矿井各个位置的环境信息，了解矿井内的各个位置的具体情况。
34.以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。