一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置专利检索-开关电源变压器和转换设备专利检索查询-专利查询网

一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置

阅读：605发布：2024-01-10

专利汇可以提供一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，属于井下安全预警领域，包括STM32主控制器、地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模块、井下人员定位模块和报警模块；所述地质硬度检测模块包括89C51 单片机、双输出开关电源、压力传感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、 X射线衍射仪和模数转换器；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器、红外扫描图像、无线传输、人员分析与定位；所述报警模块包括振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报警器和闪光灯报警器。本发明可有效预测矿井坍塌时间，准确定位井下被困人员，减少矿难发生率。，下面是一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32 主控制器上连接地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模块、井下人员定位模块和报警模块；所述地质硬度检测模块包括89C51单片机、双输出开关电源、压力传感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、X射线衍射仪、衍射图像、地面监控室和模数转换器；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器、红外扫描图像、图像识别与转换、无线传输、总监控室、图像接收与处理、人员分析与定位、实施救援；所述报警模块包括振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报警器和闪光灯报警器。
2.根据权利要求1所述的一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，其特征在于：所述双输出开关电源输出3.3V和5V两种直流电压，分别用于给STM32主控制器和89C51单片机供电；所述压力传感器和湿度传感器安装于金属探头内部，当金属探头钻入井下顶板碳层时，压力传感器和湿度传感器开始检测碳层周围压力和湿度，检测阈值可作为碳层地质硬度评判标准，当检测阈值低于设定标准硬度值时，通过信号放大器将检测信号放大，并输送给STM32主控制器，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作；所述液晶显示器采用双排12864液晶显示器，上排显示检测压力值，下排显示检测湿度值。
3.根据权利要求1所述的一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，其特征在于：所述电子监控器和X射线衍射仪安装于井下顶板碳层表面，分别用于监控井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕，其中X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至地面监控室；所述振动传感器安装于井下顶板碳层表面，用于检测因采掘或地震而引起的振动频率，当检测出碳层内部或外部存在大裂痕或振动频率超出设定值时，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作。
4.根据权利要求1所述的一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，其特征在于：所述人体热释电红外传感器对坍塌前的井下施工现场进行红外扫描，并将红外扫描图像经图像识别与转换后无线传输至总监控室，监控计算机对图像接收与处理，工作人员通过对红外图像分析，可定位施工人员具体位置，以便实施救援行动。
5.根据权利要求1所述的一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，其特征在于：所述振动频率显示器用于显示井下顶板碳层振动频率值；所述人员位置显示器用于显示被人体热释电红外传感器扫描出的施工人员距装置安装地点的直线距离；所述蜂鸣报警器和闪光灯报警器与井下人员定位模块同时工作。

说明书全文

一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置

技术领域

[0001] 本发明属于井下安全预警领域，具体涉及一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置。

背景技术

[0002] 随着煤炭开采量的增加，开采事故日益增多，其中矿井坍塌事故是煤炭开采事故中危害性和死亡率最高的矿难之一。据报道，2015年1月5日下午，湖北省鄂州市一矿井发生坍塌事故，造成6名矿工被困，所幸全部被成功救出，矿难造成严重经济损失，坍塌原因为碳层硬度过低；2015年7月25日云南省梁河县一煤矿发生矿井坍塌事故，11人被困井下，由于求援设备短缺，井上求援人员无法准确定位被困人员的具体位置，拖延营救时间，造成巨大的人员伤亡和经济损失，坍塌原因为连日降雨造成矿井碳层湿度过大；2016年1月6日上午榆林市神木县孙家岔镇一煤矿发生矿井塌方事故，造成11人被困井下，造成严重的经济损失，坍塌原因为碳层内部出现可致塌方的大裂痕。因此，急需发明一种煤矿预警装置，实现多方位检测矿井碳层湿度和硬度，及时发现碳层隐藏的潜在危险，并可在矿难发生时准确定位被困人员的具体位置。

[0003] 本发明设计一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，可多角度检测矿井碳层湿度和硬度，及时预测坍塌时间，实现人员准确定位功能。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，以预测矿井坍塌时间，准确定位井下施工人员，减少矿难发生率。

[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

[0006] 一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32 主控制器上连接地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模块、井下人员定位模块和报警模块；所述地质硬度检测模块包括89C51单片机、双输出开关电源、压力传感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、X射线衍射仪、衍射图像、地面监控室和模数转换器；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器、红外扫描图像、图像识别与转换、无线传输、总监控室、图像接收与处理、人员分析与定位、实施救援；所述报警模块包括振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报警器和闪光灯报警器。

[0007] 所述双输出开关电源输出3.3V和5V两种直流电压，分别用于给STM32主控制器和89C51单片机供电；所述压力传感器和湿度传感器安装于金属探头内部，当金属探头钻入井下顶板碳层时，压力传感器和湿度传感器开始检测碳层周围压力和湿度，检测阈值可作为碳层地质硬度评判标准，当检测阈值低于设定标准硬度值时，通过信号放大器将检测信号放大，并输送给STM32主控制器，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作；所述液晶显示器采用双排12864液晶显示器，上排显示检测压力值，下排显示检测湿度值。所述电子监控器和X射线衍射仪安装于井下顶板碳层表面，分别用于监控井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕，其中X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至地面监控室；所述振动传感器安装于井下顶板碳层表面，用于检测因采掘或地震而引起的振动频率，当检测出碳层内部或外部存在大裂痕或振动频率超出设定值时，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作。所述人体热释电红外传感器对坍塌前的井下施工现场进行红外扫描，并将红外扫描图像经图像识别与转换后无线传输至总监控室，监控计算机对图像接收与处理，工作人员通过对红外图像分析，可定位施工人员具体位置，以便实施救援行动。所述振动频率显示器用于显示井下顶板碳层振动频率值；所述人员位置显示器用于显示被人体热释电红外传感器扫描出的施工人员距装置安装地点的直线距离；所述蜂鸣报警器和闪光灯报警器与井下人员定位模块同时工作。

[0008] 本发明与现有技术相比的有益效果体现在：

[0009] 本发明采用STM32和89C51两种控制器共同执行控制任务，可减少STM32主控制器的编程难度，保证系统具有较高的稳定性和可靠性；采用双输出开关电源可实现控制芯片的稳定供电；采用压力传感器和湿度传感器可保证煤炭地质硬度的准确检测；采用X射线衍射仪可准确检测矿井碳层内部出现的大裂痕，及时发现潜在危险，有效防止坍塌事故；同时采用人体热释电红外传感器和红外扫描图像无线传输，可准确定位坍塌时被埋矿工的具体位置，便于及时展开施救措施。在模拟矿井坍塌环境实验和井下开采现场环测试结果都表明，本装置可准确预测矿井坍塌时间和原因，并可实现矿井坍塌中被埋人员的精确定位，适合推广运用。附图说明

[0010] 图1为本发明一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置系统框图。

具体实施方式

[0011] 下面结合附图对本发明做详细的说明：

[0012] 如图1所示，一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置，包括STM32主控制器，所述STM32主控制器上连接地质硬度检测模块、矿井大裂痕检测模块、井下人员定位模块和报警模块；所述地质硬度检测模块包括89C51单片机、双输出开关电源、压力传感器、湿度传感器、信号放大器和液晶显示器；所述矿井大裂痕检测模块包括电子监控器、振动传感器、X射线衍射仪、衍射图像、地面监控室和模数转换器；所述井下人员定位模块包括人体热释电红外传感器、红外扫描图像、图像识别与转换、无线传输、总监控室、图像接收与处理、人员分析与定位、实施救援；所述报警模块包括振动频率显示器、人员位置显示器、蜂鸣报警器和闪光灯报警器。

[0013] 所述双输出开关电源输出3.3V和5V两种直流电压，分别用于给STM32主控制器和89C51单片机供电；所述压力传感器和湿度传感器安装于金属探头内部，当金属探头钻入井下顶板碳层时，压力传感器和湿度传感器开始检测碳层周围压力和湿度，检测阈值可作为碳层地质硬度评判标准，当检测阈值低于设定标准硬度值时，通过信号放大器将检测信号放大，并输送给STM32主控制器，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作；所述液晶显示器采用双排12864液晶显示器，上排显示检测压力值，下排显示检测湿度值。所述电子监控器和X射线衍射仪安装于井下顶板碳层表面，分别用于监控井下顶板碳层外部大裂痕和内部大裂痕，其中X射线衍射仪将拍摄的衍射图像无线传输至地面监控室；所述振动传感器安装于井下顶板碳层表面，用于检测因采掘或地震而引起的振动频率，当检测出碳层内部或外部存在大裂痕或振动频率超出设定值时，系统开始报警，井下人员定位模块开始工作。所述人体热释电红外传感器对坍塌前的井下施工现场进行红外扫描，并将红外扫描图像经图像识别与转换后无线传输至总监控室，监控计算机对图像接收与处理，工作人员通过对红外图像分析，可定位施工人员具体位置，以便实施救援行动。所述振动频率显示器用于显示井下顶板碳层振动频率值；所述人员位置显示器用于显示被人体热释电红外传感器扫描出的施工人员距装置安装地点的直线距离；所述蜂鸣报警器和闪光灯报警器与井下人员定位模块同时工作。

标题	发布/更新时间	阅读量
功率因数校正电路及开关电源	2020-05-08	605
一种土工材料自动送片机	2020-05-08	866
开关电源装置	2020-05-08	635
一种协作机器人	2020-05-11	770
两级式开关电源	2020-05-11	39
固态照明器件驱动模块、开关电源电路及调光方法	2020-05-08	601
一种待机控制装置、空调及其待机控制方法	2020-05-08	688
一种力矩电机驱动器	2020-05-11	164
一种开关电源型光控LED灯电路	2020-05-08	665
一种线性驱动LED工作特性的新型小功率电源电路	2020-05-08	443

一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置

一种用于预测矿井坍塌及人员定位救援的井下安全预警装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：