[发明专利]矿用无线接近感应开关

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制开关技术领域，具体涉及一种适用于煤矿井下等恶劣工况的用于控制负载电源的矿用无线接近感应开关。

背景技术

煤矿井中不能缺乏照明。然而，传统的煤矿井下照明通常是不管有人无人均24小时实施不间断照明，其用电量巨大，浪费电能的同时还增加煤矿企业的成本负担。针对这一问题，目前不少煤矿企业对煤矿井下的照明进行了节能改造，一般是通过加装红外感应开关用于控制照明灯的点亮和熄灭，其工作原理是当有矿井下工作人员接近时红外感应开关检测到人体所发的红外线控制照明灯点亮，矿井下工作人员离开红外感应开关所能检测的距离范围时控制照明灯熄灭。该种红外感应开关虽然具有一定的节能效果，但在使用过程中也具有明显的不足：在煤矿井下的恶劣工况使用环境下，由于红外感应开关容易受各种热源、光源、射频辐射、热气流等的干扰，尤其在煤矿井下环境温度接近人体体温时，红外感应开关的工作灵敏度明显下降，工作可靠性大为降低甚至经常出现受干扰误动关闭照明，给生产带来损失并造成安全隐患；而且其通常只能检测到运动物体，在人体运动幅度不大的情况下无法检测到。

当前，为了生产安全煤矿通常都已安装了人员定位系统，煤矿人员定位系统中一个重要的装置是由每位矿井工作人员随身携带的人员定位标识卡（RFID卡），如果利用矿井工作人员人人随身携带的人员定位标识卡开发出一种适用于煤矿井下应用环境的可靠的控制负载（包括照明）的开关，对煤矿企业节能和安全生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的：针对现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、成本不高、使用方便、采用模块化设计并适合煤矿井下易燃易爆使用环境的矿用无线接近感应开关，其在使用时与矿井工作人员随身携带的人员定位标识卡相配合，通过准确识别人员与开关间的距离，相应自动控制与其连接的矿井下电器负载（如照明灯、报警器等）的电源通断，可实现节电、自动报警等功能。

本发明的技术方案：本发明的矿用无线接近感应开关，其结构特点是：包括防爆壳体和浇封设置在防爆壳体内的电路装置；上述的电路装置包括电源转换模块、无线通信模块、主控模块、执行模块、设置模块和指示灯模块；

电源转换模块设有电源输入端、第一电源输出端和第二电源输出端；无线通信模块设有无线通信端和对内通信端；主控模块设有第一信号输入端、设置信号输入端、控制信号输出端和状态指示信号输出端；执行模块设有控制信号输入端、交流电源输入端和交流电源输出端；设置模块设有参数信号输出端；指示灯模块设有信号输入端；

主控模块的第一信号输入端与无线通信模块的对内通信端信号电连接；主控模块的设置信号输入端与设置模块的参数信号输出端信号电连接；执行模块的控制信号输入端与主控模块的控制信号输出端信号电连接；指示灯模块的信号输入端与主控模块的状态指示信号输出端信号电连接；

使用时，无线通信模块的无线通信端与矿井工作人员随身携带的人员定位标识卡射频无线通信；转换模块的电源输入端以及执行模块的交流电源输入端与煤矿井下AC 127V交流电源的火线电连接；执行模块的交流电源输出端与受控的电器负载的火线电连接；电源转换模块的第一电源输出端为执行模块提供工作电源；电源转换模块的第二电源输出端为无线通信模块、主控模块、设置模块和指示灯模块提供工作电源。

进一步的方案是：上述的电源转换模块包括热敏电阻R1、压敏电阻R2、AC/DC模块、瞬变电压抑制二极管V1、二极管D1以及DC/DC转换芯片U1；AC/DC模块设有第一交流电源端、第二交流电源端和直流电源输出端；DC/DC转换芯片U1具有电源输入端电源输出端和接地端；

热敏电阻R1的一端、压敏电阻R2的一端以及AC/DC模块的第一交流电源端共线；压敏电阻R2的另一端与AC/DC模块的第二交流电源端因共线而形成一个公共接点，该公共接点与热敏电阻R1的另一端共同构成上述的电源转换模块的电源输入端；AC/DC模块的直流电源输出端、瞬变电压抑制二极管V1的一端以及二极管D1的正极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的电源转换模块的第一电源输出端，其输出+5V直流电源；DC/DC转换芯片U1的电源输入端与二极管D1的负极电连接；DC/DC转换芯片U1的电源输出端即为上述的电源转换模块的第二电源输出端，其输出+3.3V直流电源；DC/DC转换芯片U1的接地端以及瞬变电压抑制二极管V1的另一端均接地。

进一步的方案还有：上述的执行模块包括电阻R3、电阻R4、三极管Q1、MOS管Q2以及动合型继电器H1；动合型继电器H1具有线圈和两个触点；