煤礦井下氣體監測裝置的製作方法
2023-07-19 02:21:21
專利名稱：煤礦井下氣體監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井火災監測裝置，尤其涉及一種煤礦井下氣體監測裝置。
背景技術：
近年來，如何加強礦災防治工作，如何正確處理安全與生產、安全與效益的關係， 如何準確、實時、快速履行煤礦安全監測職能，保證搶險救災、安全救護的高效運作，成為煤 礦工作的重中之重。實踐證明，快速、準確地對礦井氣體進行測試並對測試得出的數據作出 分析判斷對減少礦井火災與瓦斯爆炸是非常重要的。煤礦氣體檢測分析是保障煤礦安全的 必需基礎，是煤礦災害預防、治理和救災決策的根本依據。礦井火災束管監測系統是煤礦氣 體檢測最常用的方法。根據設備安放地點不同，礦井火災束管監測系統分為地面型和井下型。地面型通 過「束管」抽吸井下氣樣到地面，採用地面分析儀器分析，進行連續監測；但由於其抽氣管路 過長，氣樣分析實時性較差，且易於因管路風阻過大或管路漏氣故障等因素影響氣體分析 的精確性，從而影響監測的準確性。井下型通過放置在井下的監測設備，對所需要監測的參 數進行現場監測採樣、分析處理。井下型監測設備通常作為監測分站內嵌計算機系統進行 現場採集信號、實時分析計算，能實現分析結果就地實時顯示、存儲、報警等功能，並可通過 傳輸電纜與地面監測中心站進行雙向通訊，地面監測中心站可遠程控制及設置井下氣體監 測裝置參數等。井下氣體監測裝置也可向地面監測中心站傳輸實時數據及分析、計算結果， 同時可以利用地面中心站計算機強大的計算功能，實現對監測數據的圖形顯示、報警提示、 列印報表、數據長時間存儲等功能，從而儘可能避免因抽氣管路過長帶來的監測分析誤差， 提高監測的實時性和準確性。因此，需要這樣一種煤礦井下監測裝置作為井下型礦井發火束管監測系統的主 要配套設備，實現監測裝置、信號傳輸裝置、取樣控制裝置及人機互動等功能。通過對氣體 成分的在線實時監測、分析，實現對採樣地點自然發火情況的預測預報，並與地面中心站計 算機的數據雙向實時通訊。本裝置可實現實時監測，配置靈活，分析精度高，操作簡單，使用 方便，維護量小，安全可靠，受環境因素影響較小，設計小巧、精緻，便於安裝。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種煤礦井下氣體監測裝置，通過預抽及採樣裝置和氣 路控制，實現對煤礦井下氣體現場採樣；再通過井下紅外氣體分析儀對CO、C02、CH4、O2氣體 組分進行實時分析；可以通過人機互動裝置對本實用新型進行操作和觀察分析結果；也可 以將分析數據傳輸給地面監控中心站；配置靈活，可以將該裝置安放在煤礦井下的任一地 方，可根據需要在煤礦井下布置若干該設備；測量範圍大，分析精度高，採用紅外分析，其分 析精度及有效性大大優於傳統監控系統的電化學式及催化式傳感器；安全可靠，消除了爆 炸的危險和電磁幹擾等問題；對環境適應性強，能在潮溼、粉塵較多環境下使用。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現[0007]—種煤礦井下氣體監測裝置，包括金屬防爆機體，所述機體內左側設有氣路隔爆 裝置和預抽及採樣裝置，機體內右側從上至下依次設有人機互動裝置、通訊及數據處理組 件和電源及後備電源，機體內中部設有紅外氣體分析儀和控制裝置。本實用新型的有益效果為機體內排列了多個組件和模塊，所有電路、氣路等均遵 循防爆設計，本身防爆、安全，這種固有的安全性消除了爆炸等危險；由於使用了紅外檢測 技術，測量準確、抗幹擾能力強、重複性好、使用壽命長，較色譜和檢定管法有明顯的優勢， 可以有效地起到預警作用，對氣體種類有很高的選擇性；使用了預抽及採樣裝置，使氣體採 樣簡單，效率高並免維護；使用後備電源，使監測裝置在無外接電源的情況還可正常工作 2-6小時；使用溫度控制電路和電流控制電路，根據需要可以及時的進行控制，還可以通過 程序進行自動控制；使用溫度補償元件，及時補償環境溫度變化時造成的測量誤差，進一步 提高靈敏度和安全可靠性；使用CPU為核心的信號處理電路和顯示控制電路，反應速度快， 顯示及時；在機體外部有操作按鍵，工作人員通過操作按鍵操控本裝置；主機體為全金屬 防爆外殼，減少電磁幹擾，強度高，封閉性好，對環境適應性強，能在潮溼、粉塵較多的環境 下使用，結構緊湊，壽命長；與工作站通訊，採用標準的RS485通訊接口和協議；重量輕，體 積小，方便安裝、維護。
下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是本實用新型實施例所述的煤礦井下氣體監測裝置的結構示意圖。圖中1、機體；2、氣路隔爆裝置；3、預抽及採樣裝置；4、人機互動裝置；5、通訊及 數據處理組件；6、電源及後備電源；7、紅外氣體分析儀；8、控制裝置。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型實施例所述的一種煤礦井下氣體監測裝置，包括金屬防 爆機體1，所述機體1內左側設有氣路隔爆裝置2和預抽及採樣裝置3，機體1內右側從上至 下依次設有人機互動裝置4、通訊及數據處理組件5和電源及後備電源6，機體1內中部設 有紅外氣體分析儀7和控制裝置8。機體1的左、右端設有進出氣口、電源進線端和通訊進 線端，機體1外部可安裝LED，通過與信號處理電路相聯的顯示控制電路進行控制，能將實 時參數顯示出來，便於觀測；機體1外部還可安裝的報警燈，能通過信號處理電路的控制， 及時發出報警信號，引起工作人員的注意。具體使用時，預抽及採樣裝置3將所要監測氣體通過束管和連接束管的氣路隔爆 裝置1抽入本裝置中，在控制裝置8的作用下進入紅外氣體分析儀7，通過人機互動裝置4 可以清晰的顯示分析的具體數據，並可進行停止分析，清洗，校準等操作，同時，通訊及數據 處理組件5還可以將分析數據及結果通過RS485通訊傳送到地面監控室或其它需要部門， 電源及後備電源6為本裝置提供電源。氣路隔爆裝置2包括不鏽鋼隔爆體和不鏽鋼粉末，氣體通過氣路隔爆裝置進行進 入預抽及採樣裝置3，達到防爆作用；預抽及採樣裝置3中安裝有氣體流量傳感器、採樣泵、 匯流排和電磁閥，可以控制將任一管路的氣體抽入到裝置中，並可以隨時觀測氣體流量，了 解氣體採樣情況；紅外氣體分析儀7由光學系統和電氣系統組成，完成被測氣體分析功能；人機互動裝置4包含交互控制器、LED、按鍵，交互控制器與LED和按鍵相連，可以顯示分析 結果、管路流量、系統狀態等，並可對裝置進行操作；通訊及數據處理組件5包含通訊晶片、 通訊控制電路、通訊線路、各接口等，與外殼的通訊接口相連，接收和發送數據；電源及後備 電源6與控制裝置相連，為整個裝置供電並在外接電斷電時提供2-6小時電源支持；控制裝 置8包含CPU晶片、數據存儲器、數據通訊晶片、模數轉換器、跳線、接口、控制線、地址線和 數據線等，是整個裝置的大腦，控制各裝置按操作要求工作，機體1為金屬防爆外殼。本實用新型工作過程為通過氣路隔爆裝置2、預抽及採樣裝置3和少量的束管將 被測井下氣體抽入，進入本實用新型中的紅外氣體分析儀7進行實時分析；井下的工作人 員可以通過本實用新型實時監測井下氣體；本實用新型將分析的結果通過通訊線路傳到地 面，地面工作人員同時可以在地面監控室裡實時監測井下氣體，並通過綜合管理軟體對一 段時間內的分析結果進行管理，同時能在地面上的網絡上發布數據，提供信息服務。本實用 新型可以監測八條管路的井下氣體，這八條管路可以通過本實用新型或地面上的工作站靈 活的設置多路或單路分析、自動或手動分析、校準、報警級別與限值等等，所有的控制、操作 均可以在本實用新型上或地面工作站上完成。以上所述的實施例，只是本實用新型較優選的具體實施方式
的一種，本領域的技 術人員在本實用新型技術方案範圍內進行的通常變化和替換都應包含在本實用新型的保 護範圍內。
權利要求一種煤礦井下氣體監測裝置，包括金屬防爆機體(1)，其特徵在於所述機體(1)內左側設有氣路隔爆裝置(2)和預抽及採樣裝置(3)，機體(1)內右側從上至下依次設有人機互動裝置(4)、通訊及數據處理組件(5)、和電源及後備電源(6)，機體(1)內中部設有紅外氣體分析儀(7)和控制裝置(8)。
專利摘要本實用新型涉及一種煤礦井下氣體監測裝置，包括機體，所述機體內左側設有氣路隔爆裝置和預抽及採樣裝置，機體內右側從上至下依次設有人機互動裝置、通訊及數據處理組件和電源及後備電源，機體內中部設有紅外氣體分析儀和控制裝置。本實用新型的有益效果為機體內排列了多個組件和模塊，由於使用了紅外檢測技術，測量準確、抗幹擾能力強、重複性好、使用壽命長，較色譜和檢定管法有明顯的優勢，可以有效地起到預警作用，對氣體種類有很高的選擇性；使用後備電源，使監測裝置在無外接電源的情況還可正常工作2-6小時；機體為全金屬防爆外殼，減少電磁幹擾，強度高，封閉性好，對環境適應性強，能在潮溼、粉塵較多的環境下使用，結構緊湊，壽命長。
文檔編號G01N21/35GK201653901SQ201020175810
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者傅斌, 馮浩, 劉繼文, 吳兵, 李國有, 漆濤, 王寧波, 王慶, 胡開江, 蔣東暉, 賴輝, 郭秉超 申請人:神華新疆能源有限責任公司;北京中才華源高新技術有限責任公司