电话自动监控瓦斯氧气报警器的研究与开发

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1、电话自动监控瓦斯氧气报警器的研究与开发来源:湖北安全生产信息网编辑:安全编辑时间:2008-7-119:27:52摘要：电话自动监控瓦斯氧气报警器具有检测瓦斯、氧气浓度功能，在瓦斯浓度超限或缺氧超限时能进行声光报警。并且自动拨通煤矿安全局主要负责人电话，使其对矿主、安检员、某些矿的负责人进行监管，减少或杜绝人为因索造成瓦斯爆炸事故再度发生。为煤矿安全生产和矿工生命安全捉供了更加有利的保障。文章介绍了电话自动监控瓦斯和氧气报警器组成结构和工作原理，并对其电路进行了分析。关键词：电话监控器；报警器；定时电路；电压比较器目前，在利益的驱使下，某些

2、矿主或是领导利欲熏心，不顾矿工生命安全,在瓦斯严重超限和氧气缺乏时仍讣职工生产；还有某些安检员责任心不强，擅自脱离岗位，瓦斯超限和氧气缺乏时不报告，这些都成为当前瓦斯发生爆炸和影响矿工安全的最主要的人为因素。为避免人为因素造成爆炸事故的发生，开发研制岀电话自动监控瓦斯和氧气报警器。它能在瓦斯超限时或在矿井中缺少氧气并低于报警限时进行声光报警，并且自动拨通煤矿安全局主耍负责人电话,告知井下瓦斯和氧气超限的实际情况，使安全局主要负责人对矿主、安检员、某些矿的负责人进行监管，督促他们认真贯彻煤矿安全规程，实现电话自动监管功能。该设备还具有强迫显示

3、报警参数和动态显示节能功能，并能方便地观测瓦斯和氧气的含量。它是一种新型的煤矿安全监控设备。以下对它的组成结构和工作原理进行介绍、并对其电路进行分析。1系统组成图1为该报警仪的组成框图：它由直流稳压电源、瓦斯传感器、氧气传感器、信号放大器、电压比较器、控制门电路、声光报警电路、显示选择电路、数字显示系统、电话自动监控电路组成。图1电话自动监控瓦斯氧气报警器组成框图+5V2.5V2.5V-5V直流稳压电源

4、亠氧气传*-信号放-电压比大®器一H卩丨b■■L■氧气光报警电路IT声报警电路一1T电话监控电路1瓦斯光报警电路2电路原理分析(1)图2为

5、直流稳压电源电路。直流电源由变压器、整流滤渡、稳压电路和负电源变换电路组成。其工作原理是：变压器把220V的交流电压变为9V的交流电压，经桥式整流、电容滤波、L7805集成稳压器输出5V的直流电压。为其它各部分电路提供+5V直流电源。另经稳压管DW2稳压电路输出2.8V电压为传感器提供电源，述有一路稳压DW1管输出2.5V电压为电压比较器提供参考电压。+5V直流电源经负电源变换电路7660直接输HI-5V电压，为数字显示系统提供-5V电源。图2直流稳压电源电路原理图(2)如图3所示。传感器、信号放大器、电压比较器、声光报警电路工作原理：瓦斯

6、传感器的作用是把瓦斯浓度的变化变为电信号的变化。该瓦斯传感器具有很高的灵敏度和测量范围，测量误差小。集成运算Al、A2和有关电阻组成两级反相比例放大器作为瓦斯信号的放大器，放大倍数达千倍以上，A2的输出加到电压比较器A3的同相输人端；RW1、R8组成分压器，为电压比较器提供参考电压。参考电压加在A3的反相输入端，发光二极管D1（红灯）、D2（绿灯）和RIO、R11组成瓦斯灯光报警指示电路，当瓦斯浓度未超过报警限时，电压比较器A3输岀的低电平，使发光二极管D2（绿灯）亮，表示瓦斯浓度未超限。当采矿区瓦斯浓度超限时，电压比较器A3输出高电平，使

7、红灯亮，表示瓦斯浓度超过报警限。同理氧气浓度的超限报警电路与瓦斯支路相同。图3瓦斯传感器、信号放大器、数字显示系统、电压比较器、声光报警电路原理图瓦斯3二极管D5、D6组成控制门电路，电压比较器A3和电压比较器[FS:PAGE]A6只要有一个输出高电平，二极管D5、D6组成的或门就输出高电平，驱动VI三极管导通，使蜂鸣器发声进行声报警。而且或门输岀的高电平经反相器到达电话控制电路的F接线端，启动电话控制电路。从A2放大器输出的瓦斯电信号和A5放大器输出的氧气电信号除进入电压比较器外，述有一路信号进入信号选择电路。再进入数字显示系统。为使报警

8、仪显示清晰的数字而采用数码管显示，我们使用了集A/D转换、计数、译码驱动于一身的大规模集成电路CC7107W.接驱动数码管。2.5V电源电压经R28和R29分压，为CC7107内部电路提供基准电压。电容C2、C3和电阻R25为CC7107时钟的定时元件。（3）信号显示选择电路：该监测报警仪能监测甲烷和氧气两个参数，并能方便地观察甲烷、氧气含量的功能，而且具备强迫选择显示突然超过报警限参数的功能。该电路主要由图3中的电子开关CD4053、包含二D触发器的CC4013、四二输入与非门CC4011和按钮AN、Cl、R24、等组成的信号选择屯路工作

9、原理分为两部分。①手动信号选择电路工作原理：通过按按扭AN可以非常方便地选择甲烷、氧气含量。由图3得知，CC4013中的触发器构成了一个二进制计数器。没按信号选择按扭AN之前，C