礦井回風巷通訊系統(tǒng)的改造及研究

摘要：文章粗略介紹了渦北礦井下乘人器的通信系統(tǒng)，只有聲音沒有光信號和通話功能；制約了行車安全和檢修效力，并詳細介紹了改造后的聲光信號機的組成及功能工作原理、特點及其在煤礦中的應用情況。該信號器采用電磁耦合的方式，以有線載波的形式傳遞信號，保證了信號的準確性、可靠性及通話質量。

關鍵詞：礦井通信聲光信號機本質安全

引言

渦北礦乘人器原先的通信是采用單純的打點器，但是當乘人器中間部分出現(xiàn)故障時，無法及時有效的聯(lián)系司機停車。檢修時無法通話聯(lián)系，制約檢修效力。其它一些通訊器械在回風巷內(nèi)又不能做到防爆?，F(xiàn)對老式打點器進行改造，更換成既有聲光信號又有通話功能的礦用防爆設備。

現(xiàn)在煤礦井下的通話信號聯(lián)絡一般采用2 種傳輸方式:

(1) 采用載波傳輸方式，通過電源線傳輸，但由于煤礦井下特殊的潮濕環(huán)境，再加上電網(wǎng)干擾，使得其傳輸距離短，并接臺數(shù)少，通話音質差，噪聲大，現(xiàn)只在某些特殊場合使用。

(2) 利用光電耦合技術將非本安的音頻電路與本安音頻電路結合，并采用本安與非本安雙向轉換手段實現(xiàn)通話送話功能。該設計的缺點在于電路設計復雜，而且仍然需要引入非本安的電路，在安全性上仍存在一定的隱患;同時也沒有發(fā)光裝置，并且是非載波傳輸方式，在聲音信號較弱或周圍噪聲過大的情況下，往往容易因為人為疏忽耽誤正常通信。為解決以上現(xiàn)有設備存在的問題，筆者設計了一種通信聲光信號器，該信號器集信號傳遞、發(fā)光顯示、通信為一體，采用電磁耦合的方式、以有線載波的形式傳遞信號，保證了信號的準確性、可靠性及通信質量。

1、通信聲光信號器的組成及功能

(1) 通信聲光信號器包括電壓轉換單元、聲光信號發(fā)送單元、音頻信號發(fā)送單元、音頻信號接收單元、主線圈、發(fā)光器件和發(fā)聲器件。電壓轉換單元分別為相互并聯(lián)的音頻信號發(fā)送單元和音頻信號接收單元供電;連接電源和聲光信號發(fā)送單元的主線圈分別與音頻信號發(fā)送單元以及音頻信號接收單元電磁耦合，聲光信號發(fā)送單元還與公用線相連;音頻信號接收單元與聲光信號發(fā)送單元相連后分2 路與輸出端接電源負極的發(fā)光器件以及發(fā)聲器件連接。信號器通過主線圈與音頻信號發(fā)送單元以及音頻信號接收單元電磁耦合實現(xiàn)載波的傳輸信號。

(2) 聲光信號發(fā)送單元包括依次串聯(lián)的開關、第一只二極管、電阻以及與線圈相連的穩(wěn)壓管，集成塊并聯(lián)在穩(wěn)壓管兩端，且其輸出端串聯(lián)有與發(fā)光器件、發(fā)聲器件以及音頻信號接收單元連接的第二只二極管;公用線連接在開關與第一只二極管之間。

(3) 電壓轉換單元包括將非本安電壓轉換為本安電壓的變壓器以及與變壓器相連的直流電源。

(4) 音頻信號發(fā)送單元包括與直流電源連接的集成塊以及控制其工作的開關，集成塊正輸入端和負輸入端分別連接有與直流電源負極連接的送話器和電容，其輸出端與直流電源負極之間通過線圈串聯(lián)。

(5) 音頻信號接收單元包括與直流電源連接的集成塊以及控制其工作的開關，集成塊正輸入端和負輸入端分別連接有與直流電源負極連接的線圈和電容，其輸出端與發(fā)光器件和發(fā)聲器件以及聲光信號發(fā)送單元的第二只二極管連接。

(6) 音頻信號發(fā)送單元的開關和音頻信號接收單元的開關為異步工作的雙刀雙擲開關，即當閉合音頻信號發(fā)送單元的開關時，音頻信號接收單元的開關自動斷開，由此能夠更加便捷地控制通信聲光信號器的送話以及受話工作。

2、通信聲光信號器特點

該通信聲光信號器集信號傳遞、發(fā)光顯示、通話為一體，電路設計簡潔，整體體積小、重量輕、使用維護方便。而且發(fā)光顯示清楚，光可見度可達20 m ，便于提醒。采用電磁耦合保證了信號的準確性、可靠性及通話質量，載波形式為有線載波，其可靠性強，可以實現(xiàn)2000 m 的遠距離通話，同時通話聲音宏亮達到85 dB ，清晰、靜態(tài)無噪聲，最主要的是其輸出電壓為10.2V ，輸出電流為300 mA ，大大提高了高危工作地區(qū)的通信安全性。防爆型式為礦用隔爆兼本質安全型。

3、通信聲光信號器在煤礦中的應用

該信號器主要用于煤礦、易燃易爆場所，是膠帶運輸、絞車提升信號聯(lián)絡、信息傳遞的理想產(chǎn)品。該通信聲光信號器在礦井輔助運輸中的應用極為方便。只要在絞車操作臺中設置臺訊號，然后按煤礦要求，根據(jù)巷道布置情況與長度在沿線分設各臺訊號。單臺絞車使用時，在信號操作硐室內(nèi)分設2 臺訊號，一路與絞車操作臺打點相通，接A、B、C三相線，聲光訊號接A、B 兩相線。另一路與絞車松、提車尾操作硐室相通，接A、B、C 三相線。這樣可控制打點松提車，還可相互通話。2臺絞車對拉使用時，分別在2部絞車操作臺各設1臺訊號，中間根據(jù)長度并聯(lián)增設。根據(jù)預規(guī)定好的點聲控制，便可進行松拉操作。在掘進膠帶運輸使用時，在機頭操作硐室中安設1 臺訊號，并在沿線按規(guī)定增設。機尾時刻保持1 臺，當膠帶需要運行時，按規(guī)定打點啟動，需停止時打點停止。如檢修膠帶時，機尾離機頭較遠，需要停電，用人工傳話較遠，費時也不方便，這時可以利用通話功能向機頭進行喊話，以便操作人員按規(guī)定停送電。

結語

該通信聲光信號器采用了有線載波和電磁耦合的傳輸方式，克服了采用載波傳輸方式時通過電源線傳輸而帶來的傳輸距離短、并接臺數(shù)少、通話音質差、噪聲大、因頻率漂移易出現(xiàn)通話斷續(xù)現(xiàn)象的問題，保證了信號的準確性、可靠性及通話質量，可以實現(xiàn)2 000 m 的遠距離通話，同時通話聲音宏亮達到85 dB ，清晰、靜態(tài)無噪聲。而且信號器的輸電壓為10. 2 V ，輸出電流為300 mA ，防爆形式為本質安全型，大大提高了高危工作地區(qū)的通信安全性。由于本信號器是本質安全型的設備，所以它的應用極為廣泛，可以進行改造推廣，現(xiàn)在的光信號只有一個發(fā)光二極管，在一些高危地區(qū)需要提醒人們注意的地方可以將其光信號進行擴展，用L ED 二極管組成一些大的字形。

參考文獻:

[1]朱金龍，左官芳，匡威. 煤礦罐籠聲光信號器的設計

[2]何獻中.多路聲光信號報警器[J].機電一體化，2004(2)