专利名称：矿井斜巷运输人车安全监控防护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种红外监控系统，具体而言，其涉及一种矿井斜巷运输安全防爆型红外监控系统。
背景技术：
煤炭开采运输离不开斜井、斜巷、运输装置。然而，由于自然条件和地质构造复杂，使煤层巷道起伏不平，造成许多矿井轨道巷坡度过大，给斜巷运输带来很大困难。据统计，在全国煤矿的各种重大事故中，斜巷运输中煤车断绳跑车事故占有很大的比例。如果斜巷内有矿工停留，则上述事故可能会危及矿工的生命安全，甚至酿成恶性事故。
上述事故的发生，往往是由于意想不到的突发事件所引起的，例如停电、开关跳闸、钢丝绳磨损等。这种事故的发生给国家财产和煤矿工人的生命安全带来了极大的威胁，每年给国家造成的经济损失不可估量。
为了避免和减少斜巷运输中因此类突发事故的发生而危及到矿工的人身安全，有必要研制开发一种专门用于矿山斜巷安全运输的人车安全监控防护系统。
发明内容
本发明的目的之一在于，通过红外监控装置监测斜巷内是否存在矿工，对巷内运输设备进行工控。保证斜巷运输时斜巷内无矿工，从而达到保障斜巷内运输时矿工人身安全的目的。
本发明的目的之二在于，通过红外监控装置监测斜巷内是否存在矿工，对巷内运输设备进行工控的同时，为矿工进行警示显示，例如红、绿灯闪光装置。
本发明的目的之三在于，通过红外监控系统监测斜巷内是否存在矿工，对巷内运输设备进行工控的同时，为矿工进行语音警示，例如使用录有某些警示语的扬声器。
为了实现上述目的，本发明是这样设计的该系统包括红外探测器、通过数据电缆与红外探测器相连接的信号采集模块、通过数据电缆与所述信号采集模块连接的信号处理模块以及对巷道内运输设备进行工控的继电器模块组，其中红外探测器包括可将波长为7至12μm之间的红外信号转化为电信号并对自然界白光有抑制作用的PIR传感器装置以及可将警戒区域内分成若干个明区和暗区并将热释的红外信号折射或反射到传感器装置上的透镜装置。
所述矿井斜巷运输人车安全监控防护系统进一步设有自动以红绿闪光信号警示的显示装置。
所述矿井斜巷运输人车安全监控防护系统进一步设有语音警示装置。
通过采用上述监控系统，可以充分保障在斜巷内运输时矿工的人身安全，从而达到安全生产的目的。
下面结合附图，进一步描述本发明的具体实施例。
其中图1是本发明的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统功能原理示意图；图2是本发明的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统的红外探测器的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的矿井斜巷运输安全防爆型红外监控系统是根据红外波长与温度的变化原理所设计。在自然界中，任何高于绝对温度(-273度)的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量和波长是不一样的，而人体所释放的红外线波长是7-10μm。
矿井斜巷运输安全防爆型红外监控系统分为两部分一部分为被动红外探测系统；另一部分为绞车控制系统，当巷道内存在矿工时，使绞车启动装置自锁。
该监控系统具体包括红外探测器1、信号接收单元4、信号处理单元5以及对巷道内运输设备进行工控的继电器模块组6、绞车启动操作自锁装置(未示出)、自动以红绿闪光信号警示的显示装置或者语音警示装置(未示出)。
红外探测器1包括两个关键性的元件，即PIR传感器3和菲涅尔透镜2，其中PIR能将波长为7-12μm之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在红外探测器的警戒区内，当无人体移动时，PIR传感器3感应到的只是背景温度。另外一个器件就是菲涅尔透镜2，菲涅尔透镜2有两种形式，即折射式和反射式，菲涅尔透镜2作用有两个一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射(反射)在PIR传感器3上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在PIR传感器3上产生变化热释红外信号，这样PIR传感器3就能产生变化的电信号。当人体在警戒区，通过菲涅尔透镜2透射，PIR传感器3感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器1就可以感应移动物体与背景物体的温度的差异。另外，红外探测器1还可以包括氟化钙石英玻璃。
继而，PIR传感器3将转换后的电信号通过数据电缆传输给信号接收单元4，然后信号接收单元4将信号交由信号处理单元5进行分析处理，随后监控系统根据分析处理结果通过继电器模块组6控制绞车启动操作自锁装置使巷内运输设备装置正常操作或自锁，同时也可自动以红绿闪光信号警示的显示装置或者语音警示装置进行安全警示，其中所述语音警示装置包括可进行连续播放或者组合回放的语音芯片模块以及与该语音芯片模块相连的扬声器。
本发明的监控系统是一种红外线感应自动化控制系统，适合煤矿关键部门及要害场所使用。
本监控系统的PIR传感器3能对移动速度较快的物体、在瞬间通过热释红外能量的大小，以及单位时间内的位移，对被测物体进行数据处理，其灵敏度可分辩被测物是人(动物)，还是木材、棉织品、钢材或煤炭(矸石)。
本监控系统具有以下创新特点集红外线发射、接收、放大、逻辑电路、执行电路于一体，构思奇巧；易安装易于推广使用；技术起点较高；器件自身耗能低微。
本系统在安装时可根据现场要求，多个设备组成整体系统，感应面积可覆盖整个斜巷，实时地进行监控。当斜巷内有矿工时，绞车的启动系统自锁。
一般我国斜巷长度为200-500米，所研发的单个防爆型红外监控装置覆盖面积为长10m，宽10米的范围，故可以根据斜巷长度，每10米安装一套本装置，例如300米的斜巷，则安装30个监控装置，这样就可以覆盖整个斜巷内的所有区域。任何区域有矿工存在都会被相应区域的红外监控装置感应，并发出开关量信号给铺在斜巷内的控制总线。
控制总线与绞车启动操作自锁装置连接。当斜巷内有矿工时，控制总线处于断路状态，绞车启动操作自锁装置实现自锁，绞车无法启动；当斜巷内无矿工时，控制总线处于回路状态，绞车启动操作自锁装置实现解锁，绞车可由操作工人自行操作，进行斜巷运输，达到安全生产的目的。
该系统可用于煤炭、矿山、冶金等需多斜巷运输系统，在斜巷运输去时，能够保证斜巷内没有矿工停留，可有效的避免和减少人身伤亡事故的发生。实验证明该产品是目前改善我国煤矿生产环境安全的新一代理想产品。
权利要求
1.一种矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，其特征在于，该系统包括红外探测器、通过数据电缆与红外探测器相连接的信号采集模块、通过数据电缆与所述信号采集模块连接的信号处理模块以及对巷道内运输设备进行工控的继电器模块组，其中红外探测器包括可将波长为7至12μm之间的红外信号转化为电信号并对自然界白光有抑制作用的PIR传感器装置以及可将警戒区域内分成若干个明区和暗区并将热释的红外信号折射或反射到传感器装置上的透镜装置。
2.如权利要求1所述的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，其特征在于，所述透镜装置为菲涅尔透镜或氟化钙石英玻璃。
3.如权利要求2所述的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，其特征在于，所述矿井斜巷运输人车安全监控防护系统进一步设有自动以红绿闪光信号警示的显示装置。
4.如权利要求2所述的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，其特征在于，所述矿井斜巷运输人车安全监控防护系统进一步设有语音警示装置。
5.如权利要求4所述的矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，其特征在于，所述语音警示装置包括可进行连续播放或者组合回放的语音芯片模块以及与该语音芯片模块相连的扬声器。
全文摘要
本发明公开了一种矿井斜巷运输人车安全监控防护系统，该系统包括红外探测器、通过数据电缆与红外探测器相连接的信号采集模块、通过数据电缆与所述信号采集模块连接的信号处理模块以及对巷道内运输设备进行工控的继电器模块组，其中红外探测器包括可将波长为7至12μm之间的红外信号转化为电信号并对自然界白光有抑制作用的PIR传感器装置以及可将警戒区域内分成若干个明区和暗区并将热释的红外信号折射或反射到传感器装置上的透镜装置。通过采用上述系统，可以充分保障在斜巷内运输时矿工的人身安全，从而达到安全生产的目的。
文档编号E21F17/00GK1818345SQ200510007709
公开日2006年8月16日 申请日期2005年2月7日 优先权日2005年2月7日
发明者钮乾鹏, 陈振欣, 景武, 张文学, 孙浩 申请人:北京中矿电力电子技术有限公司