專利名稱：用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于煤礦和非煤礦山井下避難所的生存艙(或生存室)內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置。
背景技術(shù)：
目前，在煤礦和非煤礦山領(lǐng)域中應(yīng)用的比較廣泛的甲烷(CH4)傳感器、一氧化碳 (CO)傳感器、二氧化碳(0) 傳感器、氧氣(0 傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器都是獨(dú)立的傳感器，其中每個(gè)傳感器裝置用于測(cè)量一種氣體的濃度或參數(shù)，并同時(shí)具備LED顯示功能和通信串口，這些傳感器裝置在該領(lǐng)域的安全監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用。然而，對(duì)于在煤礦和非煤礦山井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)中起重要作用的井下避難所來(lái)說(shuō)，來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用這些傳感器時(shí)還存在著以下的問(wèn)題1、對(duì)于煤礦和非煤礦山的井下避難所來(lái)說(shuō)，需要同時(shí)對(duì)其生存艙(或生存室)內(nèi)的甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳忙02)、氧氣(O2)的濃度，以及溫度、濕度和壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，因此需要同時(shí)在井下避難所的生存艙內(nèi)的有限區(qū)域設(shè)置多個(gè)傳感器裝置，而這樣必然存在著多個(gè)傳感器裝置如何合理安裝布局的問(wèn)題。2、由于在在煤礦和非煤礦山的井下避難所的生存艙內(nèi)需要同時(shí)設(shè)置多個(gè)傳感器， 而每個(gè)傳感器又都具備LED顯示屏和通信串口，這樣使得井下避難所的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸接口較多，系統(tǒng)復(fù)雜，同時(shí)也會(huì)增加井下避難所的功耗。3、由于設(shè)置于煤礦和非煤礦山井下的避難所是處于易燃易爆的特殊環(huán)境中，其生存艙內(nèi)的傳感器裝置測(cè)量的結(jié)果的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到艙內(nèi)人員的生命安全，因此如何提高井下避難所的存艙內(nèi)的傳感器裝置測(cè)量的精度和可靠性一直是現(xiàn)在煤礦和非煤礦井下避難所的設(shè)計(jì)和制造需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的煤礦和非煤礦山井下避難所的生存艙內(nèi)所使用的傳感器裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成， 而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，多參數(shù)傳感器在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，為解決現(xiàn)有的煤礦和非煤礦山井下避難所的生存艙內(nèi)所使用的傳感器裝置存在的問(wèn)題提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的煤礦和非煤礦山井下避難所的生存艙內(nèi)所使用的傳感器裝置所存在的體積較大、重量較重、接口數(shù)量多和功耗大的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其利用一個(gè)多參數(shù)傳感器裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)避難所的生存艙內(nèi)C0、C02、CH4、A的氣體濃度和溫度、濕度、壓力數(shù)據(jù)的測(cè)量，并且其體積小、重量輕、安裝維護(hù)和校準(zhǔn)方便，其所采用的雙處理器的設(shè)計(jì)能夠保證獲得更加穩(wěn)定精確的測(cè)量精度和高的可靠性，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其包括多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、主從式雙處理器模塊、通訊模塊、傳感器校準(zhǔn)模塊、IXD顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼；其中該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊，由溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、多個(gè)氣體傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路組成；該微弱信號(hào)放大處理電路的輸入端分別與該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器及所述多個(gè)氣體傳感器的輸出端連接，接收由該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器和所述多個(gè)氣體傳感器所測(cè)量的該生存艙內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度和壓力數(shù)據(jù)及多個(gè)氣體的濃度所生成的參數(shù)值信號(hào)；該主從式雙處理器模塊，其輸入端與該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的該微弱信號(hào)放大處理電路的輸出端連接，接收經(jīng)該微弱信號(hào)放大處理電路放大處理后的該參數(shù)值信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理；該主從式雙處理器模塊包括一個(gè)主處理器和一個(gè)在該主處理器發(fā)生故障時(shí)取代該主處理器進(jìn)行工作的從處理器；該通信模塊，與該主從式雙處理器模塊連接，接收經(jīng)該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該參數(shù)值信號(hào)，并將其依照規(guī)定的傳輸協(xié)議傳輸?shù)揭簧衔挥?jì)算機(jī)；該通信模塊還會(huì)接收該上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制命令信號(hào)，并將該控制命令信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至該主從式雙處理器模塊執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制命令；該傳感器校準(zhǔn)模塊，分別與該主從式雙處理器模塊及該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊連接，其中該主從式雙處理器模塊還設(shè)置有一紅外接收器；該傳感器校準(zhǔn)模塊接收由該主從式雙處理器模塊的該紅外接收器在接收到一紅外遙控器發(fā)出的校準(zhǔn)命令信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生的一對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)啟動(dòng)信號(hào)， 生成一對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)控制信號(hào)發(fā)送至該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊；該傳感器校準(zhǔn)模塊還會(huì)向該主從式雙處理器模塊輸出由該傳感器校準(zhǔn)模塊對(duì)該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器、所述多個(gè)氣體傳感器和該微弱信號(hào)放大處理電路實(shí)施校準(zhǔn)后所獲得并保存的校準(zhǔn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)；該 IXD顯示模塊，設(shè)有IXD顯示屏，該IXD顯示模塊的輸入端與該主從式雙處理器模塊的輸出端連接，接收該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該參數(shù)值信號(hào)，通過(guò)該IXD顯示屏顯示輸出所對(duì)應(yīng)的參數(shù)值；該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、該主從式雙處理器模塊、 該通訊模塊、該傳感器校準(zhǔn)模塊以及該LCD顯示模塊均設(shè)置于該防爆結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)；并且該防爆結(jié)構(gòu)外殼在對(duì)應(yīng)該IXD顯示模塊的該IXD顯示屏處設(shè)置有一防暴裝置。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的從處理器在該主處理器正常工作時(shí)與該主處理器連接，并向該主處理器發(fā)送心跳檢測(cè)信號(hào)對(duì)該主處理器進(jìn)行心跳檢測(cè)。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中在該主處理器與該從處理器處分別設(shè)置有一個(gè)看門狗管理電路。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的通信模塊具備RS232/RS485串口和/或CAN總線接口，該主從式雙處理器模塊是通過(guò)該通信模塊的該 RS232/RS485或該CAN總線接口按照規(guī)定的協(xié)議與該上位計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)雙向通信。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的輸出端是可插拔地電連接于該主從式雙處理器模塊的輸入端， 從而使該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊能夠從該多參數(shù)傳感器裝置中拆卸下來(lái)，進(jìn)行脫機(jī)校準(zhǔn)。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的LCD顯示模塊的該LCD顯示屏為高亮觸控顯示屏。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的LCD顯示模塊在對(duì)該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路模塊進(jìn)行在線校準(zhǔn)的過(guò)程中還會(huì)接收該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊所輸出的該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器、所述多個(gè)氣體傳感器及該微弱信號(hào)放大處理電路的狀態(tài)信號(hào)以及該傳感器校準(zhǔn)模塊輸出的該校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)，并通過(guò)該LCD顯示屏顯示輸出該在線校準(zhǔn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的多個(gè)氣體傳感器包括CO傳感器、CO2傳感器、CH4傳感器和A傳感器。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的防暴裝置為一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的平時(shí)蓋在LCD顯示屏上起防爆作用而在需要觀看LCD顯示屏的內(nèi)容時(shí)掀開(kāi)的防護(hù)罩。前述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其中所述的井下避難所包括移動(dòng)救生艙和固定避難硐室。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、本發(fā)明通過(guò)將七種(CO、CO2, CH4, O2、溫度、濕度、壓力)不同檢測(cè)原理的傳感器與微弱信號(hào)放大處理電路集成在一個(gè)金屬盒中構(gòu)成用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的核心部件，并使其通過(guò)接口與主從式處理器模塊連接，同時(shí)配合LCD顯示模塊、通信模塊和傳感器校準(zhǔn)模塊組成了本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置，因此本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置具有同時(shí)測(cè)量參數(shù)多、精度高、重量輕、體積小、功耗低、易安裝的優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明可以通過(guò)在線和脫機(jī)校準(zhǔn)兩種校準(zhǔn)方式，對(duì)用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，使得測(cè)量精度更加準(zhǔn)確穩(wěn)定。3、本發(fā)明所采用的主從處理器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提高了用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的可靠性和使用壽命。4、本發(fā)明的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的LCD顯示模塊和其他結(jié)構(gòu)設(shè)置于防爆結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)，因此具有防爆功能，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且其采用串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有較好的抗干擾性能，能夠保障在井下惡劣環(huán)境中數(shù)據(jù)的可靠傳輸。綜上所述，本發(fā)明的傳感器裝置用于實(shí)時(shí)地采集煤礦和非煤礦山井下移動(dòng)救生艙 (或固定避難硐室)的生存艙(或生存室)內(nèi)的CO、CO2, CH4, O2的氣體濃度和溫度、濕度、 壓力數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)救生艙(或固定避難硐室)的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)。其可以采用在線和脫機(jī)校準(zhǔn)兩種校準(zhǔn)方式進(jìn)行校準(zhǔn)，保障了傳感器的高測(cè)量精度和穩(wěn)定性。另外本發(fā)明所具備的雙處理器，可以保障生存艙(或生存室)內(nèi)多參數(shù)傳感器裝置的可靠性。同時(shí)本發(fā)明還具備通信的抗干擾性能和結(jié)構(gòu)的防爆性能，以確保其在煤礦和非煤礦山井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，使其具有良好的發(fā)展空間。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳 感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感 器裝置的工作流程圖。11 溫度傳感器12 濕度傳感器13 壓力傳感器14 微弱信號(hào)放大處理電路15 =CO傳感器16 =CO2傳感器17 =CH4傳感器18 02傳感器2 主從式雙處理器模塊21 主處理器22 從處理器3 通信模塊4 傳感器校準(zhǔn)模塊5 :IXD顯示模塊Sl-SlO 步驟
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置 其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定 目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考 與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。請(qǐng)參閱圖1所示，是依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的生用于井下避難所的生存艙內(nèi) 的多參數(shù)傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明較佳實(shí)施方式的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置包括多 參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、主從式雙處理器模塊2、通訊模塊3、傳感器校準(zhǔn)模 塊4、LCD顯示模塊5和防爆結(jié)構(gòu)外売。其中本發(fā)明所述的井下避難所包括用于煤礦和非煤 礦山井下的移動(dòng)救生艙和固定避難硐室。所述的多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊，由溫度傳感器11、濕度傳感器 12、壓カ傳感器13、多個(gè)氣體傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路14組成。溫度傳感器11、濕 度傳感器12、壓カ傳感器13和多個(gè)氣體傳感器分別與避難所生存艙內(nèi)環(huán)境的空氣接觸，以 實(shí)時(shí)測(cè)量生存艙內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度和壓カ數(shù)據(jù)及多個(gè)氣體的濃度生成參數(shù)值信號(hào)。微弱 信號(hào)放大處理電路14的輸入端分別與溫度傳感器11、濕度傳感器12、壓カ傳感器13及多 個(gè)氣體傳感器的輸出端連接，接收該參數(shù)值信號(hào)進(jìn)行放大處理。其中所述的多個(gè)氣體傳感 器可以包括用于測(cè)量C0、C02、CH4和仏氣體濃度的CO傳感器15、0)2傳感器16、CH4傳感器17和A傳感器18，但不以此為限。所述的主從式雙處理器模塊2，其輸入端與多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的微弱信號(hào)放大處理電路14的輸出端連接，接收多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊輸出的經(jīng)放大處理后的參數(shù)值信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算處理，以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。其中主從式雙處理器模塊2包括主處理器21與從處理器22，并且在這兩個(gè)處理器21、22中都分別嵌入了操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。一般情況下由主處理器21進(jìn)行工作，從處理器22與主處理器21連接，并向主處理器21發(fā)送心跳檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行心跳檢測(cè)。如果在心跳檢測(cè)的過(guò)程中，從處理器22發(fā)現(xiàn)主處理器21發(fā)生故障，則從處理器22取代主處理器21進(jìn)行工作，這種雙處理器的工作模式可以提高本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置的可靠性和使用壽命。此外， 在主處理器21和從處理器22處還分別有設(shè)置有看門狗管理電路(未圖示)，通過(guò)該看門狗管理電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主處理器21和從處理器22工作的監(jiān)控管理。所述的通信模塊3，與主從式雙處理器模塊2連接，接收經(jīng)主從式雙處理器模塊2 運(yùn)算處理后參數(shù)值信號(hào)，并將其依照規(guī)定的傳輸協(xié)議傳輸?shù)矫旱V和非煤礦山井下避難所的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的一上位計(jì)算機(jī)(未圖示)。同時(shí)通信模塊3還會(huì)接收該上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制命令信號(hào)，并將該控制命令信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至主從式雙處理器模塊2，由主從式雙處理器模塊2執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的控制。其中通信模塊3具備RS232/RS485串口和/或CAN總線接口，主從式雙處理器模塊2是通過(guò)通信模塊3的該RS232/RS485或該CAN總線接口按照規(guī)定的協(xié)議與該上位計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)雙向通信，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置與井下避難所的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)之間的串行通信。所述的通信模塊，與主從式雙處理器模塊連接，接收經(jīng)主從式雙處理器運(yùn)算處理后參數(shù)值信號(hào)，并將其依照規(guī)定的傳輸協(xié)議傳輸?shù)揭苿?dòng)救生艙(或固定避難硐室)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)(未圖示)。同時(shí)通信模塊還會(huì)接收該上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制命令信號(hào)，并將其處理后發(fā)送至主從式雙處理器模塊，由主從式雙處理器模塊執(zhí)行該控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明生存艙(或生存室)內(nèi)多參數(shù)傳感器裝置的控制。該通信模塊包括RS232/RS485 串口和CAN總線接口，可分別按照規(guī)定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置與移動(dòng)救生艙(或固定避難硐室)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)之間的串行通信通信。所述的傳感器校準(zhǔn)模塊4，分別與主從式雙處理器模塊2及多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊連接，其中主從式雙處理器模塊2還設(shè)置有一紅外接收器(未圖示)，以通過(guò)一紅外遙控器(未圖示)的輔助實(shí)現(xiàn)對(duì)CO傳感器15、0)2傳感器16、CH4傳感器17、仏傳感器18、溫度傳感器11、濕度傳感器12和壓力傳感器13的零點(diǎn)和量程的校準(zhǔn)，以及對(duì)微弱信號(hào)放大處理電路14各項(xiàng)參數(shù)的在線校準(zhǔn)。在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，先分別向多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的CO傳感器15、CO2傳感器16、CH4傳感器17和仏傳感器18通入氮?dú)?，再由主從式雙處理器模塊2的紅外接收器接收紅外遙控器發(fā)出的校零點(diǎn)命令信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的校零點(diǎn)啟動(dòng)信號(hào)，傳感器校準(zhǔn)模塊4接收該校零點(diǎn)啟動(dòng)信號(hào)生成對(duì)應(yīng)的校零點(diǎn)控制信號(hào)發(fā)送至多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的CO傳感器15、C02傳感器16、014傳感器17和&傳感器18實(shí)施對(duì)這些傳感器的零點(diǎn)校準(zhǔn)，并獲取及保存校準(zhǔn)結(jié)果。然后再分別向多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的CO傳感器15、CO2傳感器16、CH4傳感器17 和A傳感器18分別通入標(biāo)準(zhǔn)的C0、C02、CH4和02，并由主從式雙處理器模塊2的紅外接收器接收紅外遙控器發(fā)出的校量程命令信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的校量程啟動(dòng)信號(hào)，傳感器校準(zhǔn)模塊4 接收該校量程啟動(dòng)信號(hào)生成對(duì)應(yīng)的校量程控制信號(hào)發(fā)送至多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的CO傳感器15、CO2傳感器16、CH4傳感器17和仏傳感器18實(shí)施對(duì)這些傳感器的量程校準(zhǔn)，并獲取及保存校準(zhǔn)結(jié)果。然后以同樣的方式通過(guò)專用的儀器并輔助紅外遙控器發(fā)出校準(zhǔn)命令信號(hào)，由傳感器校準(zhǔn)模塊4對(duì)多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的溫度傳感器11、濕度傳感器12和壓力傳感器13的精度實(shí)施校準(zhǔn)，并獲取及保存校準(zhǔn)結(jié)果。最后以同樣的方式輔助紅外遙控器發(fā)出校準(zhǔn)命令信號(hào)，由傳感器校準(zhǔn)模塊4對(duì)微弱信號(hào)放大處理電路14的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施校準(zhǔn)，并獲取及保存校準(zhǔn)結(jié)果。同時(shí)本發(fā)明的主從式雙處理器模塊2還會(huì)從傳感器校準(zhǔn)模塊4獲取其存儲(chǔ)的各傳感器及微弱信號(hào)放大處理電路14的校準(zhǔn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)。由于多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的輸出端是的輸出端是可插拔地電連接于主從式雙處理器模塊2的輸入端，從而使多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊能夠從本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置中拆卸下來(lái)，因此本發(fā)明的用于井下避難所外的多參數(shù)傳感器裝置除了可以通過(guò)傳感器校準(zhǔn)模塊4進(jìn)行在線校準(zhǔn)外，還可以對(duì)多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的各傳感器及微弱信號(hào)放大處理電路14進(jìn)行脫機(jī)校準(zhǔn)。其中所述的脫機(jī)校準(zhǔn)可通過(guò)將多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路模塊從本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置中拆卸下來(lái)，放置到專用的校準(zhǔn)設(shè)備中實(shí)施對(duì)CO傳感器15、C02傳感器16、CH4傳感器17 和A傳感器18的零點(diǎn)和量程的校準(zhǔn)，對(duì)溫度傳感器11、濕度傳感器12和壓力傳感器13的精度的校準(zhǔn)，以及對(duì)微弱信號(hào)放大處理的電路14參數(shù)的校準(zhǔn)。所述的IXD顯示模塊5，設(shè)有IXD顯示屏，其輸入端與主從式雙處理器模塊2的輸出端連接，接收主從式雙處理器模塊2運(yùn)算處理后參數(shù)值信號(hào)，通過(guò)IXD顯示屏顯示輸出所對(duì)應(yīng)的C0、C02、CH4和化的氣體濃度及溫度、濕度和壓力的參數(shù)值。其中所述LCD顯示模塊 5的LCD顯示屏為高亮觸控顯示屏，其能夠全屏或單獨(dú)顯示本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置檢測(cè)到的CO、CO2, CH4和A的氣體濃度及溫度、濕度和壓力的參數(shù)值。同時(shí)，本發(fā)明的LCD顯示模塊5在對(duì)多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路模塊進(jìn)行在線校準(zhǔn)的過(guò)程中還會(huì)接收主從式雙處理器模塊2運(yùn)算處理后的多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊所輸出的溫度傳感器11、濕度傳感器12、壓力傳感器13、多個(gè)氣體傳感器及微弱信號(hào)放大處理電路的狀態(tài)信號(hào)以及傳感器校準(zhǔn)模塊4存儲(chǔ)的校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)，并通過(guò)LCD顯示屏顯示輸出在線校準(zhǔn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、主從式雙處理器模塊2、通訊模塊3、傳感器校準(zhǔn)模塊4以及LCD顯示模塊5均設(shè)置于防爆結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)。其中該防爆結(jié)構(gòu)外殼在對(duì)應(yīng)IXD顯示模塊5的IXD顯示屏處設(shè)置有一防暴裝置。該防爆裝置是設(shè)置于IXD顯示屏處的一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)罩，并且該防護(hù)罩平時(shí)是蓋在LCD顯示屏上，起到防爆作用，而在需要觀看LCD顯示屏的內(nèi)容時(shí)掀開(kāi)。請(qǐng)參閱圖2所示，是依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的工作流程圖。本發(fā)明用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置的具體工作過(guò)程描述如下Si.生存艙內(nèi)多參數(shù)傳感器裝置上電，系統(tǒng)初始化(包括初始化IXD顯示屏、通信串口、數(shù)字和模擬信號(hào)接口等)；
S2.生存艙內(nèi)多參數(shù)傳感器裝置采集生存艙內(nèi)的CO、CO2, CH4和O2的氣體濃度及溫度、濕度和壓力數(shù)據(jù)；S3.主從處理器運(yùn)行應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，IXD顯示屏實(shí)際測(cè)量到的C0、C02、CH4 和O2的氣體濃度及溫度、濕度和壓力數(shù)值，若通信模塊的通信串口接收到井下避難所的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的獲取數(shù)據(jù)命令，則把CO、CO2, CH4和O2的氣體濃度及溫度、 濕度和壓力數(shù)據(jù)按照指定的通信協(xié)議傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)；S4.判讀是否有校準(zhǔn)請(qǐng)求命令，若沒(méi)有則轉(zhuǎn)到S2執(zhí)行；若有則進(jìn)一步判斷校準(zhǔn)方式，如果是脫機(jī)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)到S5，如果是在線校準(zhǔn)轉(zhuǎn)到S6 ；S5.關(guān)機(jī)，卸下需校準(zhǔn)的多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊，換上已校準(zhǔn)好的多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊；重新工作轉(zhuǎn)到Si。S6.分別給C0、C02、CH4、02傳感器接入氮?dú)?，發(fā)出校零點(diǎn)命令信號(hào)，開(kāi)始校零過(guò)程， IXD顯示屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)；S7.分別給CO、CO2, CH4, O2傳感器接入標(biāo)準(zhǔn)氣，發(fā)出校量程命令信號(hào)，開(kāi)始校量程過(guò)程，LCD顯示屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)；S8.通過(guò)儀器對(duì)溫度、濕度、壓力傳感器校準(zhǔn)零點(diǎn)和量程，發(fā)出校準(zhǔn)命令信號(hào)，IXD 顯示屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)；S9.校準(zhǔn)微弱信號(hào)放大處理電路的參數(shù)；S10.完成后關(guān)機(jī)；重新工作轉(zhuǎn)到Si。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其包括多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、主從式雙處理器模塊、通訊模塊、傳感器校準(zhǔn)模塊、IXD顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼；其中該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊，由溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、 多個(gè)氣體傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路組成；該微弱信號(hào)放大處理電路的輸入端分別與該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器及所述多個(gè)氣體傳感器的輸出端連接，接收由該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器和所述多個(gè)氣體傳感器所測(cè)量的該生存艙內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度和壓力數(shù)據(jù)及多個(gè)氣體的濃度所生成的參數(shù)值信號(hào)；該主從式雙處理器模塊，其輸入端與該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的該微弱信號(hào)放大處理電路的輸出端連接，接收經(jīng)該微弱信號(hào)放大處理電路放大處理后的該參數(shù)值信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理；該主從式雙處理器模塊包括一個(gè)主處理器和一個(gè)在該主處理器發(fā)生故障時(shí)取代該主處理器進(jìn)行工作的從處理器；該通信模塊，與該主從式雙處理器模塊連接，接收經(jīng)該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該參數(shù)值信號(hào)，并將其依照規(guī)定的傳輸協(xié)議傳輸?shù)揭簧衔挥?jì)算機(jī)；該通信模塊還會(huì)接收該上位計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制命令信號(hào)，并將該控制命令信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送至該主從式雙處理器模塊執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制命令；該傳感器校準(zhǔn)模塊，分別與該主從式雙處理器模塊及該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊連接，其中該主從式雙處理器模塊還設(shè)置有一紅外接收器；該傳感器校準(zhǔn)模塊接收由該主從式雙處理器模塊的該紅外接收器在接收到一紅外遙控器發(fā)出的校準(zhǔn)命令信號(hào)時(shí)所產(chǎn)生的一對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)啟動(dòng)信號(hào)，生成一對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)控制信號(hào)發(fā)送至該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊；該傳感器校準(zhǔn)模塊還會(huì)向該主從式雙處理器模塊輸出由該傳感器校準(zhǔn)模塊對(duì)該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器、所述多個(gè)氣體傳感器和該微弱信號(hào)放大處理電路實(shí)施校準(zhǔn)后所獲得并保存的校準(zhǔn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)；該IXD顯示模塊，設(shè)有IXD顯示屏，該IXD顯示模塊的輸入端與該主從式雙處理器模塊的輸出端連接，接收該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該參數(shù)值信號(hào)，通過(guò)該LCD顯示屏顯示輸出所對(duì)應(yīng)的參數(shù)值；該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、該主從式雙處理器模塊、該通訊模塊、該傳感器校準(zhǔn)模塊以及該LCD顯示模塊均設(shè)置于該防爆結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)；并且該防爆結(jié)構(gòu)外殼在對(duì)應(yīng)該IXD顯示模塊的該IXD顯示屏處設(shè)置有一防暴裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的從處理器在該主處理器正常工作時(shí)與該主處理器連接，并向該主處理器發(fā)送心跳檢測(cè)信號(hào)對(duì)該主處理器進(jìn)行心跳檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中在該主處理器與該從處理器處分別設(shè)置有一個(gè)看門狗管理電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的通信模塊具備RS232/RS485串口和/或CAN總線接口，該主從式雙處理器模塊是通過(guò)該通信模塊的該RS232/RS485或該CAN總線接口按照規(guī)定的協(xié)議與該上位計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)雙向通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊的輸出端是可插拔地電連接于該主從式雙處理器模塊的輸入端，從而使該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊能夠從該多參數(shù)傳感器裝置中拆卸下來(lái)，進(jìn)行脫機(jī)校準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的LCD顯示模塊的該LCD顯示屏為高亮觸控顯示屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的LCD顯示模塊在對(duì)該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理電路模塊進(jìn)行在線校準(zhǔn)的過(guò)程中還會(huì)接收該主從式雙處理器模塊運(yùn)算處理后的該多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊所輸出的該溫度傳感器、該濕度傳感器、該壓力傳感器、所述多個(gè)氣體傳感器及該微弱信號(hào)放大處理電路的狀態(tài)信號(hào)以及該傳感器校準(zhǔn)模塊輸出的該校準(zhǔn)結(jié)果信號(hào)，并通過(guò)該LCD顯示屏顯示輸出該在線校準(zhǔn)過(guò)程中對(duì)應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的多個(gè)氣體傳感器包括CO傳感器、CO2傳感器、CH4傳感器和&傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的防暴裝置為一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的平時(shí)蓋在LCD顯示屏上起防爆作用而在需要觀看 IXD顯示屏的內(nèi)容時(shí)掀開(kāi)的防護(hù)罩。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的用于井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其特征在于其中所述的井下避難所包括移動(dòng)救生艙和固定避難硐室。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于煤礦和非煤礦山井下避難所的生存艙內(nèi)的多參數(shù)傳感器裝置，其包括多參數(shù)傳感器和微弱信號(hào)放大處理模塊、主從式雙處理器模塊、通訊模塊、傳感器校準(zhǔn)模塊、LCD顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼。本發(fā)明安裝在井下避難所的艙體內(nèi)實(shí)時(shí)采集艙體內(nèi)CO、CO2、CH4、O2的氣體濃度和溫度、濕度、壓力數(shù)據(jù)，并通過(guò)RS232/RS485串口或CAN總線接口傳輸?shù)骄卤茈y所的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。本發(fā)明的多參數(shù)傳感器裝置可以采用在線或脫機(jī)兩種方式進(jìn)行校準(zhǔn)，并且具備主從雙處理器的工作模式，因此能夠保障裝置的穩(wěn)定性和可靠性，另外其所具備的LCD顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼也可以保證其操作的方便與安全。
文檔編號(hào)G01D21/02GK102288218SQ20111011985
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者武越 申請(qǐng)人:中安金力(北京)安全生產(chǎn)技術(shù)研究院