一种便携式多参量矿井通风在线监测预警系统

本技术涉及铁矿井下巷道内通风环境多参量监测预警，特别是指一种便携式多参量矿井通风在线监测预警系统。

背景技术：

1、矿井通风是矿山的“血液循环系统”，为井下爆破、煤岩层中有毒、有害气体排放、矿工职业健康等提供了新鲜空气，巷道风量是否充足稳定是煤矿安全生产的关键所在；矿井内环境温度、湿度、空气质量、风速以及有害气体浓度关系到工人的生命安全以及工作效率，适宜的工作环境是工人安全开采、高效作业的基本保障；在开采过程中也会产生co有害气体，浓度过高情况下，人体大量吸入会引起头晕、中毒。

2、因此，需对铁矿井下巷道内的温度变化、湿度变化、风速变化、co浓度进行实时监测，通过上述参数的变化及时发现矿井通风的潜在问题，也是矿井安全管理的重要工作。

3、目前部分矿区在开展温度、湿度、风速、大气压强的测量工作中，采用定期进行一次人工方式的全矿井主要地点温度、湿度、风速、大气压强测量，这种方式存在以下问题：(1)煤矿需要配备十几人甚至几十人的测量人员队伍；(2)不同测量人员的经验不同，测量数据的准确性差异很大，且没有评判标准；(3)煤矿井下测风地点覆盖范围大，距离远，环境恶劣，测风工作井下劳动强度大；(4)传统人工工作方式无法适应铁矿少人化、无人化、智能化的要求。

4、除采用人工测量的方式外，多数矿区采用传统井下监测设备系统，但考虑其功能单一、占地空间大、安装成本较高且传感器集程度较低，各传感器之间多数为独立运行，不利于井下安装和后期维护。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有传统井下监测设备系统功能单一、占地空间大、安装成本较高且传感器集程度较低，各传感器之间多数为独立运行，不利于井下安装和后期维护的问题，提出了本实用新型。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种便携式多参量矿井通风在线监测预警系统，包括：数据采集仪、现场监测组件、风险预警模块、数据传输模块以及数据处理模块。

4、其中：

5、现场监测组件、风险预警模块、数据传输模块以及数据处理模块分别与数据采集仪相连接。

6、数据采集仪，用于控制现场监测组件进行数据采集，将采集的数据通过数据传输模块传输至数据处理模块，并根据采集的数据控制风险预警模块进行预警。

7、现场监测组件，用于数据采集，并将采集的数据传输至数据采集仪。

8、数据处理模块，用于根据采集的数据进行曲线图绘制。

9、可选地，数据采集仪采用树莓派raspberry pi。

10、可选地，现场监测组件包括风速传感器、环境传感器、气压传感器以及co传感器。

11、环境传感器，用于采集井巷中的温度、湿度、大气压强的大小以及voc气体变化阻值，并将采集的数据传输至数据采集仪。

12、风速传感器，用于采集井巷中的风速，并将采集的数据传输至数据采集仪。

13、co传感器，用于采集井巷中的co浓度，并将采集的数据传输至数据采集仪。

14、可选地，环境传感器采用bme680环境传感器。

15、可选地，co传感器采用mq-7gas sensor。

16、可选地，数据传输模块包括：通信模块、电缆网线以及网络交换机。

17、可选地，风险预警模块采用蜂鸣器。

18、可选地，数据处理模块包括：物联网平台以及pc端。

19、本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

20、上述方案中，实时获取巷道内环境温度、湿度、大气压强、风速等通风信息，采集的数据类型丰富，将多种传感器集成在数据采集仪上，能够同时监测多种因子,降低了成本，使数据的收集与传输十分迅速。

21、选择云端物联网平台进行数据储存，使庞大的数据便于整理，储存空间有所保障，物联网平台可直接将数据转化为以时间为横轴变化的曲线图，可视化效果明显，且实时更新，使数据具有时效性且方便了后期查看与分析。

22、采用目前已成熟应用的树莓派作为系统的核心处理器，成本低、体积小，且有一定的cpu和gpu的计算能力，良好运行预先设定的复杂编程代码对环境信息进行采集，且可通过自身设定的函数库脱离后期pc端，对voc气体变化阻值、湿度、温度进行智能化分析输出iaq值(空气质量指数)，节省了后期数据再处理分析的时间。

23、该系统具有风险预警模块，当co浓度、温度、湿度、iaq指数超出工人井下作业的规范范围时，会发出鸣响提供警报作用，防止工人处于突发的危险环境中。

24、该系统有效地解决了数据传输不稳定、与云端服务器通讯难以实现等缺点。

25、该系统能够准确有效地实现矿井通风环境的在线监测，接通电源，开机后便可自动运行，使用操作及其简单便捷。

技术特征：

1.一种便携式多参量矿井通风在线监测预警系统，其特征在于，包括：数据采集仪、现场监测组件、风险预警模块、数据传输模块以及数据处理模块；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境传感器采用bme680环境传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述co传感器采用mq-7gas sensor。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据传输模块包括：通信模块、电缆网线以及网络交换机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：物联网平台以及pc端。

技术总结本技术提供一种便携式多参量矿井通风在线监测预警系统，涉及铁矿井下巷道内通风环境多参量监测预警技术领域。包括：数据采集仪、现场监测组件、风险预警模块、数据传输模块以及数据处理模块。本技术通过一个高集成度系统来进行采集、传化、输出及储存，能够代替人工测量，减轻部分井下测量工作和人为误差，保证测量数据的准确性，实现长期稳定监测，且该设备系统成本低、操作简易、占地空间小、运行稳定的特点也便于矿区在井下对通风在线监测设备系统的应用与普及。技术研发人员：王培涛,黄铂然,马驰,兰舟,张艺山,朱智超,张少平受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：20230830技术公布日：2024/7/15