基本信息
- 项目名称：
- 瓦斯与湿度检测矿井安全帽
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品是在矿井安全帽上增加了瓦斯和湿度检测的功能。现实有很多专门生产气体检测仪器的公司，但是，其中最大的不足就是检测仪器的价格昂贵，令许多中小采矿企业望而却步，而且现有仪器的不足是，在矿井中有的巷道只有几个或者仅仅一个检测仪器，而气体的扩散是逐步的的，随时的，有很多时候仪器检测到瓦斯泄漏的时候已经为时已晚了。所以如果在每个工人的安全帽上都装有瓦斯检测的装置，这样就实现了多点检测，实时检测。
- 详细介绍：
- 本作品是在矿井安全帽上增加了瓦斯和湿度检测的功能。现实的条件下，有很多矿井都有瓦斯检测仪，而且还有很多专门生产气体检测仪器的公司，但是，其中最大的不足就是检测仪器的价格昂贵，令许多中小采矿企业望而却步，而且现有检测仪器的不足就是，在矿井中有的巷道只有几个或者仅仅一个检测仪器，而气体的扩散是逐步的的，随时扩散的，有很多时候仪器检测到瓦斯泄漏的时候已经为时已晚了。所以如果在每个工人的安全帽上都装有瓦斯检测的装置，这样就实现了多点检测，实时检测。 本作品的电路部分采用两种传感器，不光有气体瓦斯传感器，而且增加了湿度传感器，这样还可以检测是否在采矿中发生地下漏水的状况。当任意一个传感器检测到一定浓度的相关气体时，蜂鸣器就会响起报警，这是人员可以第一时间撤离矿井，保证了人员的安全，减少了事故的发生。 关于瓦斯传感器，该作品采用的是市面比较普遍KGS-20型可燃气传感器。瓦斯传感器有很多种，主要有载体催化，热催化，铂丝催化，热导式等几大类。但是综合考虑了各传感器的价格和性能之后，我们决定采用这种型号的传感器。 KGS-20型可燃气传感器是以二氧化锡为基本敏感材料的，专门用于可燃气浓度检测的一种半导体型气体传感器。它的基本特征是：极高灵敏度和极快的响应速度且功耗低，适用于对瓦斯等可燃气浓度的检测。 关于湿度传感器， 在电容式和电阻式主要的两大湿度传感器中挑选了电容式，因为基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产，有利于我们这种独特安全帽的大批量生产。由于精度的关系，我们采用了法国进口的湿度传感器HS1101。这种湿度传感器适用于需要精确可靠检测湿度，有很小的易于安装 的接头，可以非常节省成本的机械自动安装。而且根据我们的测试在在普通环境下一般不需校正，长时间饱和下快速脱湿，可以自动化焊接，长时间稳定性，非常适合矿井安全帽上检测装置的使用。 优点： 一 简单实用，成本低，易于推广 本作品成本低，适合每个安全帽都装配上，减轻了企业的负担，有利于实际的推广。功能简单且易于操作，方便了工作人员的使用。 二 多点检测，实时检测 在每个工作人员的安全帽上安装检测装置，相当于在矿井下面有多个检测点，并且传感器的功耗小，电量消耗小，可以实时检测。 三 增加了检测漏水的功能 利用湿度传感器来检测漏水的状况，对矿井里的发生的漏水事故可以起到检测预警的作用。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品在矿井安全帽上安装瓦斯和湿度检测装置，现有的瓦斯检测价格昂贵，所以很多矿井中仅有一个两个检测点，这样不能保证在第一时间检测到瓦斯泄漏并报警。本作品的创新点是：把检测装置与安全帽相结合，这样每名矿工就都有一个检测仪器，实现多点检测，实时检测的作用。作品的检测装置的电路有KGS-20型可燃气传感器瓦斯 和HS1101湿度传感器，当发现异常状况时，相应的LED灯会闪烁，同时蜂鸣器响起报警。瓦斯传感器灵敏度：大于5;湿度传感器灵敏度：33%~75%RH
科学性、先进性
- 本产品最突出的特点是：将瓦斯传感器与矿井安全帽相结合，使每个矿井人员都有一个小型的检测仪，且在安全帽上增加了湿度传感器，因此此安全帽不仅可以检测瓦斯泄漏，且可以检测矿井透水事故。现有瓦斯检测装置非常昂贵，中小采矿企业负担不起，这种大型的设备的维护以及实用非常不便，本作品可以实现多点检测，实时检测，保障了人员的安全
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 现场演示 录像 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品在矿井中遇到瓦斯泄漏和透水事故导致的湿度上升时，瓦斯和湿度传感器会检测到，同时蓝灯和红灯会分别闪烁。本作品的最大优势是将瓦斯和湿度检测应用于矿井安全帽中，使每个矿井工作人员都是一个检测点，提高了检测的准确性，简单实用的同时，成本非常低，这样有利于在每个安全帽上安装此装置。这个作品可以让国家统一规定使用，这样会极大的减少矿井事故的发生，装置的低成本也会让生产厂家和采矿企业接受。
同类课题研究水平概述
- 煤矿生产中瓦斯浓度检测系统是目前为止实际工作中最重要和最有效的自动化手段，已经装备监控系统的煤矿的瓦斯事故发生率大为下降，实践证明，瓦斯浓度检测系统对保障煤矿安全生产，提高煤矿生产率，提高煤矿自动化程度以及促进煤矿管理现代化水平，都有着举足轻重的作用。 瓦斯浓度检测系统虽在国内已有生产和应用，但还没有一种真正适合于中小型煤矿使用的产品，我国从八十年代初期开始引进煤矿生产安全检测系统，历经了直接引进，消化吸收，仿制配套，自主开发的过程，但迄今为止的产品大多都是面对大型矿井设计的，而且自身尚有一些有待解决的问题，如： （1）造价高，系统最基本的配置过于庞大，运行费用大 （2）测量稳定性差，调校频繁，寿命短 （3）系统安装，维护复杂，操作不便 （4）系统设备可靠性差 （5）必须依赖专业的维护队伍，对人员技术和素质有较高的要求 国外的瓦斯浓度检测技术理论上讲高于国内发展水平，但应用于国内煤矿尚有一定的局限性，如煤矿管理模式生产方式的不同，价格过高不适于国内煤矿现有条件除在传感器技术方面可供借鉴外，其他仅具一定的参考价值。 以下举一个中国大型矿产企业应用瓦斯监测设备的例子： “中铁二十一局集团三公司都汶高速公路龙溪隧道工地上，一套目前国内最先进的瓦斯监测仪器——KJ90煤矿综合监控系统正式投入使用，其独特的瓦电闭锁、风电闭锁功能为隧道施工筑起了一道安全屏障。 据了解，龙溪隧道全长7300多米，隧道内Ⅱ类软弱围岩达90%以上，不仅集煤层、断层、岩爆、大变形于一体，而且是一座典型的高瓦斯隧道。为确保参建工人的安全，施工单位在原有瓦斯监测设备配置的基础上，斥资20多万元引进了由中国煤炭科学研究院重庆分院设计制造的新型瓦斯监控系统。 据中铁二十一局集团三公司总工程师王武高介绍，KJ90监控系统最大的特点是，当瓦斯浓度超过设定标准时就会自动断电，人员撤离工作面，从而避免了不安全因素发生。”
