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矿用无线移动瓦斯监测系统系统组成和原理
依托天一众合公司发明专利“应用射频卡在长大封闭空间跟踪目标的系统”,在KJ133型矿用人员定位安全管理系统有效解决井下信号覆盖、精确定位的基础上,利用无线通讯技术,将井下便携式无线瓦检仪检测到的瓦斯数据实时上传给地面计算机系统。
在井下需要覆盖信号、实时上传瓦斯数据的区域安装一定数量的读卡分站,所有分站通过光缆或电缆与地面计算机系统连接。每台分站通过电缆外接1~8台无线收发器,用于与便携式无线瓦检仪通讯。为了在井下巷道中连续不间断地覆盖信号,在每台无线收发器上连接2~3根漏泄电缆,漏泄电缆沿巷道铺设,实现信号连续覆盖。1台分站在连接8台无线收发器的情况下,可以连续覆盖5km以上的巷道。
实时上传的每一个瓦斯数据必须是与位置相关的。为了确定检测点的位置,在信号覆盖范围内,安装一定数量的定位器,无线瓦检仪到达该位置并收到位置信息后,与当前的瓦斯数据一起上传,计算机即可显示、记录该位置的瓦斯数据。
便携式瓦斯检测报警仪内部集成了瓦斯传感器及相应的检测、显示、报警电路,以及无线收发电路。瓦检仪不间断检测周围环境中的瓦斯浓度,当到达监测点(即收到相应的定位器信号)时,或瓦斯浓度超限时,瓦检仪将瓦斯浓度信息和位置信息同时发送给无线收发器,再由无线收发器通过分站上传给地面计算机显示和存储。地面管理人员可通过计算机操作界面编辑汉字短信息,发送给无线瓦检仪,可以单发,也可以群发。瓦检仪收到后通过声、光、振动提示携带者,并通过瓦检仪上的液晶屏显示出来。当瓦检仪携带者遇到紧急情况时,可向地面发送瓦检仪内置的某条汉字信息,同时将瓦检仪身份号、当前位置和相应的瓦斯浓度信息上传,地面人员可据此采取相应的救助措施。
系统创新及特点
- 独特的信号覆盖技术,单台分站可连续覆盖5公里以上巷道,实现井下无线信号大范围连续覆盖,有效拓展系统的监控范围
- 独特的定位器技术,实现最小±10米的精确定点、定位,解决环境瓦斯数据与精确位置信息相关联的问题
- 便携式瓦检仪配备双向无线数据通信功能,实现井下便携式瓦检仪联网,实时上传瓦斯数据及位置信息
- 可实现双向汉字寻呼、呼救通讯功能
- 作为固定在线式瓦斯监测系统的有效补充,将瓦斯监测范围扩大到煤矿井下的每一个角落,同时可解决传统便携式瓦检仪分散、无法联网、数据无法实时上传、存在大量人为因素、信息孤岛等问题
应用创新
与固定式的瓦斯监测系统相比,人员携带瓦检仪实现流动监测,可以到达固定式系统无法覆盖的地方。在工作面等比较危险而人员有比较密集的地点,配备一定数量的无线瓦检仪,可以对井下作业人员周围的气体环境进行有效监测,当出现瓦斯超限等危险情况时,监测数据能及时自动上传,并及时采取措施,有效保护了人员的安全。无线瓦检仪每天要拿到井上,校准、维护比较容易。
与传统的便携式瓦检仪相比,本系统中的瓦检仪不再是一个个信息孤岛,瓦斯数据可以实时、自动上传,没有人为因素干扰,避免了各种人为因素而造成的监测失效。每一个无线瓦检仪还是一个双向汉字通讯终端,为井下人员提供了有效的通讯工具,实现地面控制室与井下人员之间实时的信息沟通,为紧急事件处理提供了快捷的条件。
瓦斯监测监控系统、便携式瓦检仪、便携式无线瓦检仪比较
项目 | 在线式瓦斯 监测监控系统 | 便携式 瓦检仪 | 便携式无线瓦检仪 |
工作方式 | 瓦斯监测+有线数据传输 | 单纯瓦斯监测 | 瓦斯监测+ 无线数据传输 |
安装使用方式 | 固定 | 移动 | 移动 |
监测范围 | 小 | 大 | 大 |
自动监测 | 是 | 否 | 是 |
实时上传通讯 | 有 | 无 | 有 |
人为因素干扰 | 较小 | 大 | 小 |
闭锁控制功能 | 强 | 无 | 可以有 |
瓦斯数据计算机实时显示、存储、查询、图表 | 有 | 无 | 有 |
井下定位功能 | - | 无 | 有 |
汉字显示、汉字双向寻呼 呼救 | - | 无 | 有 |
瓦检员等人员管理功能 | 无 | 无 | 有 |
瓦斯超限时系统响应速度 | 快 | 很慢 | 较快 |