专利名称：数字式定置语音甲烷报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用甲烷报警器，具体为一种适用于中小煤矿使用的数字式定置语音甲烷报警器。
目前国内矿用瓦斯监控测报装置主要分光干涉式监控系统和小型便携式甲烷报警器。前者精度高，性能稳定，但造价昂贵，安装操作维护不变，主要用于大型企业，不易被中小型企业接受。小型报警器，灵敏度低，监控不准确，寿命较短，在使用过程中常常出现误报现象。
本实用新型的目的在克服上述产品的不足，提供一种能定置于井下工作面连续监测瓦斯浓度，灵敏度高，显示直观，报警清晰的数字式定置语音甲烷报警器。
本实用新型的数字式定置语音甲烷报警器，包括外壳、电源、电桥电路、放大器、比较器、驱动器、报警电路，其特征在于还包括有一个甲烷浓度数字显示器，该显示器的输入端连接于所述放大器的输出端；所述的报警电路由语音电路、功放电路和稳压电源组成，语音电路的输出端连接于功放电路的输入端，稳压电源专为语音电路供电；所述的电桥电路采用热效式甲烷传感元件，即载体催化式甲烷传感器。
本实用新型
如下图1为其外形示意图；图2为其原理框图；图3为其甲烷浓度数字显示器电路图；图4为其电源、传感及信号处理电路图；图5为其报警电路图。
其外形结构如图1所示，其中(1)为提梁，(2)为传感器外罩，(3)为报警LED指示灯，(4)为欠压LED指示灯，(5)为数字显示器，(6)为开关，(7)为壳体，(8)为铭牌。传感器外罩(2)采用防风罩，活动部分可调节使所进气流稳定。
图2为其原理框图，电桥电路(11)输出连接放大器(12)的输入端，放大器(12)的输出端连接比较器(13)和甲烷浓度数字显示器(17)的输入端，比较器(13)输出信号经由驱动器(14)，驱动报警电路(15)语音报警。电源(16)为所述各功能电路供电。
图3所示为甲烷浓度数字显示器(17)的一具体电路，它由A/D转换驱动集成电路(IC8)，LED数码管及负电源变换器组成，数码显示管连接于IC8的输出端，与非门(IC9)及其连接的外围元件二极管D1、D2，电容C6、C7构成负电源变换器，电容C5、C4串接于IC8的27、29脚间，电阻R7连接于IC8的28脚与电容C4、C5的公共点，电容C3连接于IC8的输入端31脚与地间，电容C2连接于IC8的33、34脚间，电容C1连接于IC8的38、40脚间，电阻R1连接于IC8的39、40脚间，电阻R2、R5、R3串联支路连接于由电阻R4、稳压二极管D3组成的稳压电路输出端，R3的中心头接IC8的36脚。上述的A/D转换驱动集成电路IC8是7107 A/D转换驱动集成电路。
图4中，热效式甲烷传感元件(即载体催化式传感器)Y1、Y2、R18、R19及电位器W2组成电桥。运放IC3及其外围元件电阻R20、R21、R22、R23、R24，电容C13、C14组成放大器，IC3的输出接IC4的一个输入端；运放IC4，IC4输出端的电阻R26，接入IC4反相输入端的R15、W3比较电压支路组成比较器。三极管BG2及继电器J、LED、D6组成驱动器，当比较器IC4输出高电平时，J吸合，常开接点j吸合给报警器供电，报警指示D6亮。
稳压电源由调整管BG1，电阻R14、C11、C12，及由运放IC2和电阻R15、R16、R17、W1、D2组成的取样放大器构成。其中还设置有一个低电压指示电路，它由运放IC1，连接于IC1输出端的二极管D4和电阻R13串联支路，接于电池两端的电阻R10、R11串联支路，R10和R11的共公点接IC1的一个输入端，IC1的另一输入端接基准电压，即稳压二极管D5的负端，当电池电压降低时，R10和R11分压值低于D5的基准电压时，IC1输出低电平，欠压指示LED D4亮，提示需充电。
图5为其报警电路图，它含语音电路、语音电路专用稳压电源、输入端连接语音电路输出端的功放电路。语音电路是单片语音电路，与其连接的电阻R31是振荡电阻，C22是振荡电容。为解决语音电路IC6电源电压范围窄易引起输出语音信号失真的问题，本电路设置了一个专用稳压电源，它采用可调三端稳压元件IC5(如LM317)，电容C20、C21为其滤波电容，电阻R30、电位器W4为电压调整回路。功放电路为一个通用电路，它由功放集成块IC7(LM386)，电位器W5，电容C23、C24、C25，电阻R32，相声器组成。
本实用新型与现有技术比较优点如下其采用本质安全型电路、高性能的热效式甲烷传感元件、数字显示、语音报警等技术措施，结构紧凑，性能稳定，灵敏度高，其定置于井下工作面，连续监测工作面瓦斯浓度，瓦斯超限时，急时语音声、光报警，同时数字显示甲烷浓度，提醒工作面人员高度警觉，及时撤出，大大减少了传统指令的中转程序。
该产品经国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心检测，各项技术指标均符合GB13486-92《便携式热催化甲烷检测报警仪》国标要求。经多处煤矿试用，性能可靠，使用方便，易维护，广泛适用于中小煤矿使用。
权利要求1.一种数字式定置语音甲烷报警器，包括外壳、电源、电桥电路、放大器、比较器、驱动器、报警电路，其特征在于a、还包括一个甲烷浓度数字显示器，该显示器的输入端连接于所述放大器的输出端；b、所述报警电路由单片语音电路、功放电路和稳压电源组成，稳压电源的输出端连接于语音电路的电源端，语音电路的输出端连接于功放电路的输入端；c、所述的电桥电路采用热效式甲烷传感元件。
2.根据权利要求1所述的报警器，其特征在于所述的甲烷浓度数字显示器，由A/D转换驱动集成电路(IC8)，LED数码管及负电源变换器组成，数码显示管连接于IC8的输出端，与非门(IC9)及其连接的外围元件二极管D1、D2，电容C6、C7构成负电源变换器，复位电容C5、C4串接于IC8的27、29脚间，电阻R7连接于IC8的28脚与电容C4、C5的公共点，电容C3连接于IC8的输入端31脚与地间，电容C2连接于IC8的33、34脚间，电容C1连接于IC8的38脚、40脚间，振荡电阻R1连接于IC8的39、40脚间，电阻R2、R5、R3串联支路连接于由电阻R4、稳压二极管D3组成稳压电路的输出端，R3的中心头接IC8的基准电压输入端36脚。
3.根据权利要求2所述的报警器，其特征在于所述的甲烷浓度数字显示器采用7107A/D转换驱动集成电路。
4.根据权利要求1所述的报警器，其特征在于所述的热效式甲烷传感元件的外罩是防风罩。
5.根据权利要求1所述的报警器，其特征在于所述的电源电路中还设置有低电压指示电路，它由运放(IC1)，连接于IC1输出端的二极管D4和电阻R13串联支路，接于电池两端的电阻R10、R11串联支路，R10和R11的公共点接IC1的一个输入端，IC1的另一输入端接基准电压。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式定置语音甲烷报警器,包括外壳、电源、电桥、放大器、比较器、报警电路等,其特征在于:所述报警电路由单片语言电路、功放电路及语音电路专用稳压电源组成;电桥电路采用热效式甲烷传感元件,还设置有甲烷浓度数字显示器,定置于井下工作面,连续监测工作面瓦斯浓度,语音声、光报警,数字显示甲烷浓度,经多处煤矿试用,性能稳定,使用维护方便,广泛适用于中小煤矿使用。
文档编号G08B17/10GK2296007SQ96204590
公开日1998年10月28日 申请日期1996年5月8日 优先权日1996年5月8日
发明者许文兴, 杨艮福, 郑重静, 赵羚园, 张荣祯, 韩存寿, 王光明 申请人:盂县煤炭工业管理局