[实用新型]一种瓦斯传感器保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿监控领域，更确切的说是一种瓦斯传感器保护装置。 

背景技术

煤矿瓦斯监控系统是有中心站，井下分站，通信接口和瓦斯传感器四部分组成。中心站由监控主机工控服务器、系统监控软件、网络附件系统、电源系统、网络打印机、中心监控大屏系统、大屏幕控制软件、大屏幕控制开关电源等组成。尽管各厂的监控系统井下分站形式多样，但基本上具备以下功能：开机自检和本机初始化；通信测试；分站设程控；死机自复位且通知中心站；接收地面中心站初始化本分站参数设置；分站自动识别配接传感器类型；分站本身具备超限报警；分站接收中心站对本分站指定通道输出控制继电器实施手控操作和异地断电。通信接口是连接井上和井下信息传输和信息转换的装置。瓦斯传感器是具体用来检测瓦斯浓度的装置，传感器的稳定性和可靠性，是煤矿监测监控系统能否正确反映被测环境和设备参数的关键。 

当前由于种种原因，井下的瓦斯传感器非法的移动和非法的堵塞情况时有发生。本发明针对这一现象，采用物联网技术通过加速传感器和红外传感器的使用以达到有效地遏制非法移动和堵塞瓦斯传感器的行为。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单的一种瓦斯传感器保护装置。 

本实用新型的目的可通过以下方式来实现：一种瓦斯传感器保护装置，包括CPU控制板、加速度传感器、红外光电开关、红外遥控、串口通信模块、 报警指示以及电源，其特征是CPU控制板实时对加速度数据，红外光电开关模块数据实时采集，根据传感器采集的数据对瓦斯传感器状态进行判断，并结合当前工作状态下分析可能发生的非法操作；为了灵活方便传感器使用，系统提供支持MODBUS协议的串行通信接口，其它控制器可以通过此接口获得传感器工作状态信息，并且可以设定保护装置工作方式；同时可以通过遥控器授权当前瓦斯传感器发生移动。 

位置移动的检测方法如下：加速度传感器在发生移动时候能够输出幅值较大的数字信号，CPU控制板将采集到的信号进行滤波处理，通过分析连续一段时间内出现加速度传感器信号可以判定整个装置是否发生了非法移动。 

进气孔防堵塞的方法如下：采用光电开关对进气孔进行实时监测，CPU控制板实时查询光电开关状态，同时进行滤波处理，当进气孔堵塞导致发生光电开关动作时，持续60s后发出堵塞故障报警。上位机可以通过MODBUS模块定时采集瓦斯传感器保护装置采集的瓦斯传感器的故障信息。 

本实用新型与现有技术相比有如下优点：能够有效的解决现有井下瓦斯传感器存在的不正规使用的问题，它能在矿井工人在未经授权情况下移动瓦斯传感器位置时进行故障报警，并记录报警时刻；同时可以在瓦斯传感器进气孔发生堵塞导致瓦斯传感器监测数据异常情况下进行故障报警与记录，通过上述两种保护方式可以实现矿井瓦斯传感器监测数据的稳定可靠，并能记录事故发生时刻，追究事故责任人信息。 

附图说明

附图1是瓦斯传感器保护装置系统流程图； 

附图2是瓦斯传感器保护装置系统框图； 

附图3是瓦斯传感器保护装置遥控发射模块原理图； 

附图4是瓦斯传感器保护装置信号传送流程图。 

图中：1、CPU控制板，2、加速度传感器，3、红外光电开关，4、红外遥控，5、串口通信模块，6、报警指示，7、电源。 

具体实施方式

参照附图1如下：一种瓦斯传感器保护装置，包括CPU控制板1、加速度传感器2、红外光电开关3、红外遥控4、串口通信模块5、报警指示6以及电源7，其特征在于：电源7取自瓦斯传感器内部，该保护装置的串口通信模块与上位机采用RS-485通讯总线连接，上位机设计良好人机交互界面采用MODBUS协议与该装置通信，可以对故障记录进行查询，工作方式，时钟等进行设置；加速度传感器2设置完成后当检测到明显加速度信号时刻会产生中断通知CPU控制板1采集数据，同时CPU控制板1定时采集红外光电开关3信号进行数据滤波与分析，并能根据上位机命令进行故障报警，时钟设置，工作方式设置等功能，同时为了方便灵活使用，同时可以通过遥控接口模块对传感器启动移动进行授权启动，这样可以极大方便现场操作。 

所述的CPU控制板1采用32位控制器，功能丰富，能够完成通信，数据采集，滤波，报警灯功能。CPU控制板1主板集成串口，SPI等多种通信接口，支持多种方式的中断，同时内部集成RTC时钟模块，可以方便记录故障时间，进行故障责任分析。