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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 數(shù)字式瓦斯報(bào)警器可視化標(biāo)定系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 熱催化式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀是我國(guó)煤礦應(yīng)用最廣泛的一種瓦斯檢測(cè)設(shè)備。針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上數(shù)字式瓦斯檢測(cè)儀器標(biāo)定繁瑣、后繼使用成本大等問(wèn)題，本作品設(shè)計(jì)一種可視化標(biāo)定系統(tǒng)，有效解決了標(biāo)定過(guò)程繁瑣，對(duì)調(diào)校人員要求高，且標(biāo)準(zhǔn)氣體浪費(fèi)大等困擾瓦斯報(bào)警礦燈推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品按照模塊化設(shè)計(jì)思想，結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一種可視化標(biāo)定系統(tǒng)，借助上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)響應(yīng)曲線顯示，經(jīng)信息分析和處理后，確定零點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)最佳標(biāo)定值下發(fā)給智能瓦斯報(bào)警器，寫入EEPROM，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程自動(dòng)化，有效解決了標(biāo)定過(guò)程繁瑣，對(duì)調(diào)校人員要求高，且標(biāo)準(zhǔn)氣體浪費(fèi)大等困擾瓦斯報(bào)警礦燈推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。另外，提出利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)瓦斯報(bào)警礦燈進(jìn)行管理，感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃畔?，通過(guò)信息的分析和處理，為各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的校正決策提供了有效的支持，有效延長(zhǎng)了單個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)周期，提高了整個(gè)系統(tǒng)的精度、可靠性和容錯(cuò)能力，為提高檢測(cè)的可靠性和檢測(cè)效率奠定了基礎(chǔ)。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：熱催化式瓦斯報(bào)警器是我國(guó)煤礦應(yīng)用最廣泛的一種瓦斯檢測(cè)設(shè)備，其靈敏度高，價(jià)格便宜，適于礦井隧道、化工廠等惡劣環(huán)境，但需要頻繁調(diào)校，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本作品設(shè)計(jì)一種標(biāo)定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字式瓦斯報(bào)警器標(biāo)定過(guò)程的可視化和自動(dòng)化。 基本思路：作品設(shè)計(jì)的可視化標(biāo)定系統(tǒng)，在標(biāo)定過(guò)程中用LCD顯示標(biāo)定過(guò)程的瓦斯?jié)舛戎?，方便使用者更直觀的判斷；標(biāo)定儀還可與上位計(jì)算機(jī)串口通信，基于虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程瓦斯報(bào)警器對(duì)瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)響應(yīng)曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)分析和處理后，確定零點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)最佳標(biāo)定值下發(fā)給智能瓦斯報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程自動(dòng)化。 創(chuàng)新點(diǎn)：實(shí)時(shí)顯示標(biāo)定過(guò)程瓦斯傳感器響應(yīng)曲線，可遠(yuǎn)程確定最佳標(biāo)定值，下發(fā)并控制微處理器寫入EEPROM，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定可視化、自動(dòng)化，具有很高的實(shí)用價(jià)值和推廣應(yīng)用的前景。 主要技術(shù)指標(biāo)：瓦斯檢測(cè)，可視化標(biāo)定，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品旨在克服現(xiàn)有瓦斯報(bào)警器調(diào)校技術(shù)的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)調(diào)校過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并具有標(biāo)定操作自動(dòng)化，可靠性高的瓦斯報(bào)警器可視化標(biāo)定系統(tǒng)。當(dāng)前市場(chǎng)上的瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是瓦斯報(bào)警礦燈的標(biāo)定主要靠人工調(diào)校可調(diào)電阻，或者報(bào)警器上設(shè)置按鍵觸發(fā)采集獲取標(biāo)定值的方法。標(biāo)定過(guò)程繁瑣，對(duì)調(diào)校人員要求高，且標(biāo)準(zhǔn)氣體浪費(fèi)大，大大增大了瓦斯報(bào)警礦燈等瓦斯檢測(cè)設(shè)備的后繼使用成本。 本作品具有突出的技術(shù)特點(diǎn)，表現(xiàn)在：①標(biāo)定過(guò)程可視化，通過(guò)瓦斯傳感器實(shí)時(shí)響應(yīng)曲線，可方便、準(zhǔn)確確定標(biāo)定值；②遠(yuǎn)程寫入EEPROM，通過(guò)上位機(jī)發(fā)送指令，可遠(yuǎn)程控制瓦斯報(bào)警器將下發(fā)的標(biāo)定值寫入其微處理器內(nèi)的EEPROM，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程自動(dòng)化；③建立瓦斯報(bào)警器電子表單，將其屬性參數(shù)、標(biāo)定值、標(biāo)定次數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)寫入存儲(chǔ)器，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，為瓦斯報(bào)警器使用過(guò)程管理奠定了基礎(chǔ)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品涉及的礦用智能瓦斯報(bào)警器，2007年獲得第六屆陜西省“挑戰(zhàn)杯”課外作品競(jìng)賽“特等獎(jiǎng)”和第十屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”科技作品競(jìng)賽“三等獎(jiǎng)”。 數(shù)字式瓦斯報(bào)警器可視化標(biāo)定系統(tǒng)是針對(duì)礦用智能瓦斯報(bào)警器工業(yè)試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，旨在解決標(biāo)定難題的研究。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品包括標(biāo)定電路板和可視化標(biāo)定軟件兩部分。標(biāo)定電路板包括電源模塊，智能瓦斯報(bào)警器電源接口，LCD顯示模塊和串口通信接口電路，電源模塊提供可調(diào)電壓源的電壓LED顯示。標(biāo)定時(shí)，智能瓦斯報(bào)警器上的微處理器串口通過(guò)通信接口與上位計(jì)算機(jī)串口相連，上位標(biāo)定軟件讀取并顯示標(biāo)定過(guò)程智能瓦斯報(bào)警器數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析和處理后，確定零點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)值下發(fā)給智能瓦斯報(bào)警器，并控制寫入EEPROM，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過(guò)程自動(dòng)化。 2010年國(guó)家目標(biāo)是將全國(guó)煤礦數(shù)量控制在1萬(wàn)處左右，另?yè)?jù)“中國(guó)煤炭報(bào)”統(tǒng)計(jì)，從業(yè)礦工800多萬(wàn)。無(wú)論便攜式瓦斯檢測(cè)儀，還是瓦斯報(bào)警礦燈市場(chǎng)非常廣闊，本產(chǎn)品作為該領(lǐng)域發(fā)展的更新?lián)Q代產(chǎn)品——數(shù)字式瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)附屬設(shè)備，具有巨大的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。
同類課題研究水平概述
- 目前的瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)大多采用電位器調(diào)節(jié)電橋平衡，調(diào)校、測(cè)試過(guò)程繁瑣，對(duì)調(diào)試人員水平要求高，受人為因素影響較大，按鍵觸發(fā)微處理器采集標(biāo)定點(diǎn)值的方式在使用中難以保證標(biāo)定值的準(zhǔn)確性。 世界各國(guó)都在研究智能型礦用瓦斯檢測(cè)儀器?；谀M電路設(shè)計(jì)的代表產(chǎn)品是德國(guó)GFG公司研制的IYONI II型礦燈用便攜式瓦斯報(bào)警器，美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全與健康研究所2002年對(duì)IYONI II進(jìn)行了全面的測(cè)試和評(píng)價(jià)，證明了瓦斯報(bào)警礦燈在礦山安生產(chǎn)中的可靠性。多功能化是瓦斯檢測(cè)儀的發(fā)展趨勢(shì)之一，如美國(guó)RKI公司的GX-86型可以同時(shí)檢測(cè)可燃?xì)怏w、O2、CO和H2S等四種氣體進(jìn)行檢測(cè)，TBE公司（Teledyne Brown Engineering， Inc.）的MAX5型便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀可以同時(shí)對(duì)可燃?xì)怏w、O2、CO和溫度進(jìn)行檢測(cè)。隨著微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的迅速發(fā)展，瓦斯檢測(cè)儀器正朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。如美國(guó)加州General Monitors公司的TS4000型智能瓦斯檢測(cè)儀，利用4-20mA模擬信號(hào)和雙冗余Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口提供遠(yuǎn)程測(cè)控功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)校正等過(guò)程控制。但是直接進(jìn)口此類產(chǎn)品成本太高，特別是傳感器價(jià)格昂貴，且維護(hù)存在一定問(wèn)題。國(guó)內(nèi)由于熱催化瓦斯傳感器本身還存在穩(wěn)定性等方面的問(wèn)題難以解決，短期內(nèi)的標(biāo)定大大增大了使用該方法檢測(cè)的儀器使用難度和成本。實(shí)際煤礦生產(chǎn)中瓦斯報(bào)警礦燈一直存在相關(guān)部門檢查時(shí)使用，過(guò)后閑置的現(xiàn)狀。造成這種現(xiàn)象的主因是標(biāo)定過(guò)程繁瑣，且難以保證標(biāo)定的可靠性。因此，為了方便系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、校正，設(shè)計(jì)一種數(shù)字式瓦斯報(bào)警器標(biāo)定系統(tǒng)迫在眉睫。 本作品的設(shè)計(jì)，有效解決了標(biāo)定過(guò)程繁瑣，對(duì)調(diào)校人員要求高，且標(biāo)準(zhǔn)氣體浪費(fèi)大等困擾瓦斯報(bào)警礦燈推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。另外，提出利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)瓦斯報(bào)警礦燈進(jìn)行管理，感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃畔ⅲㄟ^(guò)信息的分析和處理，為各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的校正決策提供了有效的支持，有效延長(zhǎng)了單個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的校準(zhǔn)周期，提高了整個(gè)系統(tǒng)的精度、可靠性和容錯(cuò)能力，為提高檢測(cè)的可靠性和檢測(cè)效率奠定了基礎(chǔ)。本作品設(shè)計(jì)思路新穎，方案合理，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
