本发明涉及一种基于太阳能供电的矿井应急照明系统,属于应急照明系统技术领域。
背景技术:
煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业,支撑着国民经济持续高速发展。煤矿在开采过程中,很容易出现塌方、瓦斯爆炸等安全事故。 一旦矿井发生事故,很容易出现电路故障导致停电, 阻碍矿井下的矿工迅速疏散和撤离,给矿工的生命安全造成极大威胁。
申请号为201210146950.6 ,申请日为2012年5月11日的发明专利申请公开了一种用于煤矿井下的不间断应急照明与安全指示系统,包括开关电源(1)、充电器(2)、电池管理单元(3)、供电控制单元(4)、蓄电池组(5)和负载(6);开关电源(1)用于与矿用交流电源电连接,并将来自矿用交流电源的交流电转换为低压直流电;充电器(2)用于经电池管理单元(3)给蓄电池组(5)充电;电池管理单元(3)用于采集蓄电池组(5)的单体电池的电压、蓄电池组(5)的单体电池的温度、蓄电池组(5)的电压、充电电流、放电电流和/或蓄电池组(5)的容量的信号,当上述信号出现异常时,电池管理单元(3)报警并保护蓄电池组(5);供电控制单元(4)用于用开关电源(1)或蓄电池组(5)给负载(6)供电。当矿用交流电源断电时,所述系统的应急不间断照明的响应时间为30毫秒-1秒。
申请号为201310594424.0 ,申请日为2013年11月22日的发明专利申请公开了一种矿井光纤式照明灯,该矿井光纤式照明灯包括:光源组件、主光纤、光纤分路器、子光纤、光学系统和出光板,其中,所述光源组件包括光源和二次光学系统,所述光源通过所述二次光学系统与所述主光纤相连接,所述光学系统包括多个光学单元,所述子光纤的一端通过所述光纤分路器与所述主光纤相连接,另一端伸入各自对应的光学单元中;所述光学单元中设置有光学透镜或反光杯,所述出光板连接在所述光学系统的下方。该发明所述的矿井光纤式照明灯通过光学系统和出光板的配合使用,能够实现对矿井的照明需求,并且光的传导路径通过光纤,从而代替了电缆,避免了触电和火灾等事故的发生。
申请号为201410473806.2 ,申请日为2014年9月17日的发明专利申请公开了一种防爆式矿井巷道定向照明灯,该照明灯包括上盖、安全罩、玻璃灯罩、反光杯、带散热器的灯体、设有电源驱动电路的电源驱动电路板以及LED光源,底盖、压紧螺母;上盖设于灯体的前端,所述底盖设于灯体的后端,反光杯固定于LED光源的外围,所述玻璃灯罩通过胶粘贴在灯体的前端,安全罩固定安装在上盖和灯体上,底盖与灯体构成防爆的接线腔,电源线缆通过压紧螺母和密封橡胶以及垫片与灯体密封连接,电源驱动电路板分别与电源线缆和LED光源电连接,LED光源安装在灯体上,所述灯体与底盖之间的隔爆面安装有单向防潮密封环。该发明的技术方案克服了现有技术的不足,结构简单,不仅密封性能好,而且能有效防爆,安全可靠,免维护,延长了使用寿命。
技术实现要素:
本发明提出了一种基于太阳能供电的矿井应急照明系统,一旦矿井发生安全事故停止供电也依然可以为矿井提供照明支持,为矿井下的矿工迅速疏散和撤离提供了便利。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案:
一种基于太阳能供电的矿井应急照明系统,包括矿用交流电源检测模块、瓦斯浓度检测模块、控制模块、报警模块、亮度调节模块、应急照明模块和供电模块,其中矿用交流电源检测模块和瓦斯浓度检测模块分别与控制模块连接、控制模块分别与亮度调节模块和报警模块连接,亮度调节模块和应急照明模块连接;供电模块和各模块相连,所述供电模块包括顺序连接的太阳能电池板和蓄电池;
所述矿用交流电源检测模块用于检测矿井的交流电源是否提供电力;
所述瓦斯浓度检测模块用于检测矿井内瓦斯的浓度;
所述控制模块用于接收矿用交流电源检测模块和瓦斯浓度检测模块的信息后发出控制信息;
所述报警模块用于收到控制模块的信息后发布报警信息;
所述应急照明模块用于收到控制模块的信息后起照明作用;
所述亮度调节模块用于调节应急照明模块的亮度;
所述供电模块用于向各模块供电;
所述亮度调节模块包括顺序连接的保护电路、稳压电路、第一滤波电路和采样电路,保护电路的输入端连接所述控制模块的输出端,采样电路的输出端连接所述应急照明模块的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述瓦斯浓度检测模块采用光学瓦斯检测仪。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述报警模块为蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述应急照明模块采用发光二极管。
作为本发明的一种优选技术方案:所述发光二极管外设有防爆装置。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述瓦斯浓度检测模块为电化学式或红外瓦斯传感器。
作为本发明的一种优选技术方案:所述太阳能电池板为晶体硅电池板。
本发明所述一种基于太阳能供电的矿井应急照明系统,采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
1、本发明非常智能,一旦矿井发生安全事故停止供电也依然可以为矿井提供照明支持,为矿井下的矿工迅速疏散和撤离提供了便利。
2、本发明可根据实际应用环境调节灯的亮度,实现调光效果,从而延长应急灯照明时间,成本较低且节约能源。
3、本发明采用太阳能供电,绿色环保,节能减排。
具体实施方式
下面对本发明创造做进一步详细说明。
一种基于太阳能供电的矿井应急照明系统,包括矿用交流电源检测模块、瓦斯浓度检测模块、控制模块、报警模块、亮度调节模块、应急照明模块和供电模块,其中矿用交流电源检测模块和瓦斯浓度检测模块分别与控制模块连接、控制模块分别与亮度调节模块和报警模块连接,亮度调节模块和应急照明模块连接;供电模块和各模块相连,所述供电模块包括顺序连接的太阳能电池板和蓄电池;
所述矿用交流电源检测模块用于检测矿井的交流电源是否提供电力;
所述瓦斯浓度检测模块用于检测矿井内瓦斯的浓度;
所述控制模块用于接收矿用交流电源检测模块和瓦斯浓度检测模块的信息后发出控制信息;
所述报警模块用于收到控制模块的信息后发布报警信息;
所述应急照明模块用于收到控制模块的信息后起照明作用;
所述亮度调节模块用于调节应急照明模块的亮度;
所述供电模块用于向各模块供电;
所述亮度调节模块包括顺序连接的保护电路、稳压电路、第一滤波电路和采样电路,保护电路的输入端连接所述控制模块的输出端,采样电路的输出端连接所述应急照明模块的输入端。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述瓦斯浓度检测模块采用光学瓦斯检测仪。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述报警模块为蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述应急照明模块采用发光二极管。
作为本发明的一种优选技术方案:所述发光二极管外设有防爆装置。
作为本发明的一种优选技术方案: 所述瓦斯浓度检测模块为电化学式或红外瓦斯传感器。
作为本发明的一种优选技术方案:所述太阳能电池板为晶体硅电池板。
本发明的瓦斯浓度检测模块采用光学瓦斯检测仪。通常使用光学甲烷检测仪测定瓦斯浓度。
光学甲烷检测仪是根据光干涉原理制成的。其工作原理如下:
由光源发出的光,经聚光镜到达平面镜,并经其反射和折射形成两束光,分别通过空气室和甲烷室,再经折光棱镜折射到反射棱镜,最后反射给望远镜系统。由于光程差的结果,在物镜的焦平面上将产生干涉条纹。
由于光的折射率与空气介质的密度有直接关系,如果以空气室和甲烷室都充入新鲜空气产生的条纹为基准(对零),那么,当含有甲烷的空气冲入甲烷室时,由于空气室中的新鲜空气与甲烷室中的含有甲烷的空气的密度不同,他们的折射率不同,因而光程也就不同,于是干涉条纹产生位移,从目镜中可以看到干涉条纹移动的距离。由于干涉条纹的位移大小与瓦斯浓度的高低成正比关系,所以,根据干涉条纹的移动距离就可以测知甲烷的浓度。我们在分划板上读出位移的大小,其数值就是测定的甲烷浓度。
本发明的应急照明模块采用发光二极管。
发光二极管的优点:电光转化效率高(接近60%,绿色环保、寿命长(可达10万小时)、工作电压低(3V左右)、反复开关无损寿命、体积小、发热少、亮度高、坚固耐用、易于调光、色彩多样、光束集中稳定、启动无延时
本发明采用太阳能电池板将太阳能转换成电能,为蓄电池充电,节省能源,充分利用太阳能,高效环保。太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,足以供全球人类一年能量的消费。可
以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
从太阳能获得电力,需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同,具有以下特点:①无枯竭危险;②绝对干净(无公害);③不受资源分布地域的限制;④可在用电处就近发电;⑤能源质量高;⑥使用者从感情上容易接受;⑦获取能源花费的时间短。不足之处是:①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来,瑕不掩瑜,作为新能源,太阳能具有极大优点,因此受到世界各国的重视。
本发明非常智能,一旦矿井发生安全事故停止供电也依然可以为矿井提供照明支持,为矿井下的矿工迅速疏散和撤离提供了便利。本发明可根据实际应用环境调节灯的亮度,实现调光效果,从而延长应急灯照明时间,成本较低且节约能源。
上面对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。