一种矿用本安型无线设备开停传感器的制作方法

本实用新型涉及煤矿井下自动检测技术领域，具体说是一种矿用本安型无线设备开停传感器。

背景技术：

矿用设备开停传感器普遍用于煤矿井下等具有瓦斯、煤尘爆炸危险场所对各种机电设备，如采煤机、运输机、局扇、水泵等开、停状态进行监测，为自动化控制系统和网络监控系统提供设备的状态信息。现有的设备开停传感器一般都是采用电缆直接连接的方式应用起来多有不便。无线设备开停传感器相对于有线开停传感器具有以下优点：

1）相对于有线安装、维护、故障诊断和升级配线成本低廉。

2）灵活性高。没有电缆的约束，矿方管理者可以容易地配置装配线来适应应用变化的需求，更好地跟踪生产过程。

3）易用性。分布式智能集成无线传感器系统能够独立于操作者，实现对工业过程的控制。

4）可靠性高。在有线网络中大部分故障是由连接器引起的，而无线系统则排除了这样的可能。此外，原材料技术的不断进步使集成无线传感器系统能够满足无线通信技术的分类和恶劣工业环境所要求的持久性和可靠性。

5）安全性。随着技术的发展和新威胁的不断出现，安全维护的升级能力是必不可少的。新的加密策略和隐蔽的数据传送预示着无线的安全级别将超过有线系统。

6）可集成mems技术。微机电系统(mems)在感知能力方面提供了巨大的应用前景和经济效益，而集成无线传感器能够避免这种由于微型设备上附着大量电缆而导致的故障。随着无线传感器体积的继续缩小，这样的优势会呈现显著的增长趋势。

7）施工周期短。无线传感器系统可以通过节点的自组织和自配置功能迅速搭建成有效的通信网络。

因此，开发一种矿用无线设备开停传感器来代替有线设备开停传感器很有必要。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种矿用本安型无线设备开停传感器。采用无线设备开停传感器监测井下机电设备，可以减少井下线缆的敷设、减少井下复杂电磁环境对传感器的干扰。

本实用新型采取的技术方案是：一种矿用本安型无线设备开停传感器，该传感器包括：接线喇叭嘴（11）、传感器本体（12）、本安天线（13）、压线板（14）和压线板固定螺丝（15）。

所述接线喇叭嘴（11）安装在传感器本体（12）的下面，本安天线（13）安装在传感器本体（12）的侧面，压线板（14）安装在传感器本体（12）的上面，压线板（14）的两端分别用压线板固定螺丝（15）将其固定在传感器本体（12）上面。

所述传感器本体（12）包含电流互感器（u1）、信号转换器（u2）、微处理器（u3）和无线lora模块（u4）。

所述电流互感器（u1）套在检测设备的电缆上，电流互感器（u1）的输出连接信号转换器（u2）的电路输入端，信号转换器（u2）的输出连接到微处理器（u3）的40引脚，微处理器（u3）经过换算处理通过引脚27、28、29、30输出连接无线lora模块（u4）。

本实用新型通过监测设备电缆周围磁场的变化来判断设备的开停状态，通过电流互感器（u1）将电缆产生的磁场变化信号转化为电流信号，然后通过信号转换器（u2）将电流信号变为电压信号，电压信号接入微处理器（u3）的40号引脚经换算处理后通过引脚27、28、29、30输出到无线lora模块（u4），无线lora模块（u4）将设备状态远传至计算机或远程监控中心，实现24小时在线监控设备开、停状态。

本实用新型的有益效果是：该传感器可用于对井下大型机组及设备开、停状态的监测，及时了解设备运行状态，及时发现设备停机，从而减少设备停机时间来提高生产效率。

附图说明

图1为矿用本安型无线设备开停传感器组成结构示意图。

图2为传感器本体电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种矿用本安型无线设备开停传感器，包括：接线喇叭嘴（11）、传感器本体（12）、本安天线（13）、压线板（14）和压线板固定螺丝（15）。

所述接线喇叭嘴（11）安装在传感器本体（12）的下面，本安天线（13）安装在传感器本体（12）的侧面，压线板（14）安装在传感器本体（12）的上面，压线板（14）的两端分别用压线板固定螺丝（15）将其固定在传感器本体（12）上面。

如图2所示，所述传感器本体（12）包含电流互感器（u1）、信号转换器（u2）、微处理器（u3）和无线lora模块（u4）。信号转换器（u2）采用lm358ad芯片，微处理器（u3）采用微处理器stm32芯片，无线lora模块（u4）采用sxm1278芯片。

所述电流互感器（u1）套在检测设备的电缆上，电流互感器（u1）的输出连接信号转换器（u2）的电路输入端，信号转换器（u2）的输出连接到微处理器（u3）的40引脚，微处理器（u3）的输出引脚27、28、29和30分别连接无线lora模块（u4）的2、3、4和5引脚。

本实用新型的工作过程是：设备开机时，连接设备的电缆周围产生磁场，由于连接设备的电缆穿过电流互感器（u1），因此，电流互感器（u1）有电流信号输出，该电流信号经信号转换器（u2）变为电压信号后接入微处理器（u3），经微处理器（u3）换算处理后，将输入信号转变为二进制编码，最后经过无线lora模块（u4）传输出去。远程监控系统接收到无线lora模块（u4）发来的信号后，表明设备处于开机状态。

设备停机时，连接设备的电缆周围没有磁场产生，因此，电流互感器（u1）没有电流信号输出，信号转换器（u2）也没有电压信号输出，微处理器（u3）没有电压信号输入，也就不会向无线lora模块（u4）输出信号。无线lora模块（u4）没有信号输出，远程监控系统接收不到无线lora模块（u4）发来的信号，表面设备处于停机状态。

本实用新型可以减少电缆用量，及时发现设备停机故障，减少设备故障停机时间，提高生产效率，为煤矿生产的安全、高效运行提供了重要的技术支撑。

技术特征：

1.一种矿用本安型无线设备开停传感器，其特征在于：该无线设备开停传感器包括：接线喇叭嘴（11）、传感器本体（12）、本安天线（13）、压线板（14）和压线板固定螺丝（15）；所述接线喇叭嘴（11）安装在传感器本体（12）的下面，本安天线（13）安装在传感器本体（12）的侧面，压线板（14）安装在传感器本体（12）的上面，压线板（14）的两端分别用压线板固定螺丝（15）将其固定在传感器本体（12）上面。

2.根据权利要求1所述一种矿用本安型无线设备开停传感器，其特征在于：所述传感器本体（12）包含电流互感器（u1）、信号转换器（u2）、微处理器（u3）和无线lora模块（u4）；所述信号转换器（u2）采用lm358ad芯片，微处理器（u3）采用微处理器stm32芯片，无线lora模块（u4）采用sxm1278芯片；所述电流互感器（u1）套在检测设备的电缆上，电流互感器（u1）的输出连接信号转换器（u2）的电路输入端，信号转换器（u2）的输出连接到微处理器（u3）的40引脚，微处理器（u3）的输出引脚27、28、29和30分别连接无线lora模块（u4）的2、3、4和5引脚。

技术总结
本实用新型公开了一种矿用本安型无线设备开停传感器，该传感器包括：接线喇叭嘴、传感器本体、本安天线、压线板和压线板固定螺丝；所述传感器本体包含电流互感器、信号转换器、微处理器和无线LORA模块；本实用新型通过监测设备电缆周围磁场的变化来判断设备的开停状态，将电缆产生的磁场变化信号转化为电流信号，然后再转换为电压信号，最后经微处理器处理后进行无线传输，本实用新型适用于对煤矿井下采煤机、运输机、局扇、水泵等大型机电设备的开停状态进行检测。

技术研发人员：郭永涛;杨春明
受保护的技术使用者：中信重工开诚智能装备有限公司
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2020.08.14