矿用柴油机车中新型无源液位传感器设计

针对目前矿用柴油机车液位传感器无法动态调整水箱剩余水位的报警高度、可靠性较差等问题,提出一种新型无源液位传感器的设计方案。该液位传感器采用干簧管和电阻阵列等无源器件,实现了对水箱水位高度的连续监测,并可设置报警深度,可靠性和耐高温性能较好。     

低功耗蓝牙模块能耗特征分析

煤矿电气设备可通过集成低功耗蓝牙模块,实现低功耗蓝牙通信功能,但在集成设计过程中,需要根据低功耗蓝牙模块的能耗特征设计电源保护电路、计算电池容量。针对该问题,在不同供电电压和射频功率下,采用高端电流监测芯片ZXCT1010对低功耗蓝牙模块在复位、初始化、广播、连接等不同工作状态下的能耗特征进行了分析。结果表明:低功耗蓝牙模块在射频收发时的能耗较大,且射频收发持续时间短,在射频静态时的能耗小,且射频静态持续时间长;低功耗蓝牙模块能耗受射频功率变化影响小,但受供电电压变化影响较大,供电电压越高,低功耗蓝牙模块各运行状态下的工作电流越大、能耗越大。因此,低功耗蓝牙模块集成应用时,应提供合适的供电电压,但无需限制射频功率。     

矿山物联网的泛在特征分析与泛在能力建设

煤矿智能化是推动煤炭行业高质量发展,促进煤炭产业转型升级的核心技术支撑,矿山物联网技术的深入应用是提升煤矿数字化,实现煤矿智能化的重要基础条件。以煤矿监测监控系统为例,从传感技术与设备、子系统建设、信息化集成等方面分析了煤矿数字化建设的现状,提出了矿山物联网实现"万物感知、万物连接、万物智能"所面临的困难,包括:传感设备功耗大、稳定性不高、维护工作量大,标准规范滞后,子系统建设相对封闭、信息化集成应用受限等。结合智慧矿山的整体目标,概括了矿山物联网泛在感知、泛在连接和泛在智能的技术特性;以矿山物联网的泛在特征为主题,分析了感知的必要元素和能力,连接的必要标准和服务及智能化应用的方向。以提升矿山物联网的泛在能力,实现煤矿智慧体系为总体目标,对实现大样本感知、互联互通和应用智能等层面所需关键技术的国内外现状进行分析,指出:泛在感知的实现需要超低功耗的传感技术、位置服务技术和能量捕获技术的结合,形成无源无线、免标校的感知终端;泛在连接的实现应基于能够与位置服务结合的无线传输方式,应推进标准体系建设、形成D2D(Device to Device)的互联和D4D(Device for Device)的服务;泛在智能的实现是以泛在感知和泛在连接形成的大样本、多参量信息为基础的终端智能和区域智能。作为一种技术支撑体系,矿山物联网技术的深入应用体现在煤矿各个业务中,需要材料、微电子、机械制造、信息与通信等多种学科的前端整合。     

基于ARM的新型矿用监控分站

文章介绍了一种新型矿用监控分站,它基于32位ARM7处理器设计,外围芯片少,功耗低,功能较之基于8位微处理器的分站更加完善,性能更加稳定可靠,满足了煤炭行业标准"MT/T1005—2006矿用分站"的要求。     

非分光红外气体传感器研究进展

介绍了非分光红外气体传感器的工作原理,将非分光红外传感器与常用气体传感器进行了对比分析。综述了非分光红外技术在光源设计、气室设计、探测器设计、信号处理及自组装多气体探测系统等关键技术的研究进展,为进一步提高气体检测精度和响应提供了研究方向。提出了非分光红外气体传感器要朝着小体积、多功能集成、满足复杂应用环境的方向发展。     

露天矿山卡车防撞预警系统设计

针对露天矿山采用公路开拓方式存在的大型运输卡车体量巨大、司机视角差、易发生危险事故的问题,设计了基于飞行时差技术的露天矿山卡车防撞预警系统。该系统采用具有测距功能的WSN模块,通过无线测距方法和三角定位法确定大型车辆、辅助车辆和人员的位置,并进行方位显示和报警提示。测试结果表明,该系统测距距离不低于200m,误差不大于4m,能够满足防撞预警系统的要求,同时降低了系统成本和功耗。     

基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计

针对传统的煤矿安全巡检方法采用人工巡检方式存在的问题,提出了一种基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计方案。该方案中,巡检人员使用手持终端读自己的身份识别卡登录,然后通过安全管理服务器下载当班巡检任务和安全隐患库;巡检人员下井,按照下载的巡检任务依次到巡检地点刷地址识别卡,然后根据要求检测气体浓度,排查隐患,并进行相关记录;巡检结束,巡检人员通过安全管理服务器上传巡检的数据结果;安全管理人员对上传的数据进行统计和汇总,从而及时发现隐患,同时根据记录的时间判断巡检人员的脱班漏岗情况。实际应用表明,该系统能够有效地推进煤矿安全巡检工作的规范化和信息化,提升煤矿企业的安全管理水平。     

基于MST717的矿用机载显示装置的设计

针对井下机车驾驶员视线受阻的问题,设计了一种基于液晶驱动芯片MST717的矿用机载显示装置;介绍了该装置的整体结构及MST717在该装置中的应用设计。实际应用表明,MST717简化了机载显示装置的硬件结构,提高了机载显示装置的可靠性。     

基于两相同步升压技术的本质安全电源设计

针对基于单相同步升压技术的本质安全电源存在输出纹波较大的问题,提出了一种基于两相同步升压技术、输出端加上滤波电感及电容的本质安全电源的设计方案;以最小点燃曲线为基础,分析了该电源的本质安全性能,并对其电路参数进行了优化设计。火花试验验证了该电源设计的可行性。