CN108625900A - 一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法 - Google Patents

一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法 Download PDF

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贾腾
黄长国
郭龙
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Abstract

本发明公开了一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法，所述井下瓦斯自动解析仪及使用方法通过在瓦斯解析仪（1）内的顶部安装超声波液位计（8），并通过控制器（10）读取超声波液位计（8）测量出的液位数据，外部存储器（10）储存控制器（10）发送来的数据，实现了瓦斯解析仪（1）液位的自动测量，并结合采集时间和液位信号实时获取瓦斯解析速度、瓦斯累计流量。以解决现有技术存在操作复杂自动化程度低和检测误差大的问题。

Description

一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法
技术领域
本发明涉及煤矿生产工具领域，尤其涉及一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法。
背景技术
煤层瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量。煤层瓦斯含量作为煤层瓦斯基本参数之一，对煤层突出危险性预测及制定针对性的防突设计及防突措施具有至关重要的作用。目前，煤层瓦斯含量测定一般采用直接测定法，其测定装置由井下测定装置及地面测定装置组成。其中，井下瓦斯解析仪采用排水集气检测法。排水集气法通过用解吸出的气体置换出量筒内水柱，并通过读取气体柱的高度来测定气体解吸速度与解吸量，排水集气法存在以下问题：
1)操作复杂自动化程度低，每分钟读取一次，连续读取并记录30分钟，一般测量需要连续读取超过30次，操作繁琐；
2)检测误差较大，读数时测量人员的主观性较大，且井下光线昏暗，读数存在一定的误差；部分矿井为加快采掘进度，对解析数据进行人为处理，造成瓦斯含量测定数据失准，严重影响煤矿安全生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种井下瓦斯自动解析仪及使用方法，能够自动读取和记录量筒液位，并根据液位和采集时间自动计算出对应时刻的瓦斯解析速度和瓦斯累计流量，以解决现有技术存在操作复杂自动化程度低和检测误差大的问题。
本发明的技术方案是：一种井下瓦斯自动解析仪，包括煤样罐和瓦斯解析仪，煤样罐通过气管与瓦斯解析仪进气口相连通，所述井下瓦斯自动解析仪包括，
超声波液位计，用于测量瓦斯解析仪内的液位，超声波液位计固定安装在瓦斯解析仪顶部，超声波液位计发出的超声波方向与瓦斯解析仪长度方向平行，并指向瓦斯解析仪底部；
控制器，用于接收超声波液位计的液位信号；根据采集时间和液位信号实时获取瓦斯解析速度、瓦斯累计流量；还用于将瓦斯流量、采集时间、实时瓦斯解析速度和瓦斯累积流量发送至外部存储器；与超声波液位计电连接。
所述控制器与外部存储器电连接。
所述井下瓦斯自动解析仪还包括，
输入设备，用于设参数和发送质量，与控制器电连接；
显示器，用于显示控制器采集到的瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器从外部存储器读取的采集时间、瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器从输入设备采集到的输入信号，与控制器电连接。
所述煤样罐和瓦斯解析仪之间的管道上安装有电动气阀，电动气阀的输入端与控制器电连接。
所述井下瓦斯自动解析仪的使用方法包括以下步骤，
步骤一、煤样取出后快速封入煤样罐，封入煤样罐煤样选取粒径较大且质量大于500g，然后使用气管将煤样罐出气嘴与瓦斯解吸仪连接；
步骤二、打开开关，电动气阀打开，超声波液位计和控制器开始工作，将控制器设置为每分钟读取一次液位值；
步骤三、控制器读取的第一个值记为V0，第n个值记为Vn，可得到在第n分钟时的瓦斯解析速度 QUOTE 和在第n分钟的瓦斯累计流量 QUOTE ；
步骤四、将n、V0、Vn、 QUOTE 储存到外部存储器里。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明通过在瓦斯解析仪内的顶部安装超声波液位计，并通过控制器读取超声波液位计测量出的数据，外部存储器储存控制器发送来的数据，实现了瓦斯解析仪液位的自动测量，自动记录和自动计算；
本发明通过在控制器上加入输入设备和显示设备，使得在井下就能对参数进行设置，对测量数据进行实时显示；
本发明通过加入电动气阀，通过控制器同时开启电动气阀和超声波液位计，让打开电动气阀的瞬间就能开始测量。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的结构图；
图中：1瓦斯解析仪、2煤样罐、3出液嘴、4进气嘴、5灌水通道、6底塞、7瓦斯解析仪顶部、8超声波液位计、9气管、10控制器、11外部存储器、12输入设备、13显示器、14电动气阀。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
参考图1至图2，一种井下瓦斯自动解析仪，包括煤样罐2和瓦斯解析仪1，煤样罐2通过气管9与瓦斯解析仪1进气口相连通，瓦斯解析仪可采用如DGC型瓦斯解析仪，所述井下瓦斯自动解析仪包括，
超声波液位计8，用于测量瓦斯解析仪1内的液位，超声波液位计8固定安装在瓦斯解析仪顶部7，超声波液位计8发出的超声波方向与瓦斯解析仪1长度方向平行，并指向瓦斯解析仪1底部；
控制器10，用于接收超声波液位计8的液位信号；根据采集时间和液位信号实时获取瓦斯解析速度、瓦斯累计流量；还用于将瓦斯流量、采集时间、实时瓦斯解析速度和瓦斯累积流量发送至外部外部存储器11；与超声波液位计8导线连接，可采用如PLC、AVR、Arduino类的微处理器来作为控制器。
优选地，所述井下瓦斯自动解析仪还包括，
外部存储器11，用于储存控制器10发送的采集时间、瓦斯解析速度和瓦斯累积流量，与控制器10导线或印刷电路板连接，可采用SD卡来作为外部存储器11。
优选地，所述井下瓦斯自动解析仪还包括，
输入设备12，用于设定液位信号采集频率、瓦斯解析仪1直径，与控制器10导线连接或通过印刷电路板连接，可采用按键阵列作为输入设备12；
显示器13，用于显示控制器10采集到的瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器10从外部存储器11读取的采集时间、瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器10从输入设备12采集到的输入信号，与控制器10导线连接或通过印刷电路板连接，显示器13采用普通LCD显示器。
优选地，所述煤样罐2和瓦斯解析仪1之间的管道9上安装有电动气阀14，电动气阀14的输入端与控制器10电连接。通过控制器10可实现同时启动和关闭电动气阀14和超声波液位计8。
所述井下瓦斯自动解析仪的使用方法包括以下步骤，
步骤一、煤样取出后快速封入煤样罐2，封入煤样罐2煤样选取粒径较大且质量大于500g，然后使用气管将煤样罐2出气嘴与瓦斯解吸仪1连接；
步骤二、打开开关，电动气阀14打开，超声波液位计8和控制器10开始工作，将控制器10设置为每分钟读取一次液位值；
步骤三、控制器10读取的第一个值记为V0，第n个值记为Vn，可得到在第n分钟时的瓦斯解析速度 QUOTE 和在第n分钟的瓦斯累计流量 QUOTE ；
步骤四、将n、V0、Vn、 QUOTE 储存到外部存储器11里。
使用时，先将底塞6拔出，通过灌水通道8将瓦斯解析仪1内灌满水，然后将煤样装入煤样罐2，煤样释放出的瓦斯聚集在煤样罐2内，放入煤样的同时打开开关，电动气阀14打开，同时超声波液位计8和控制器10开始工作，煤样罐2内的瓦斯通过气管9连接进气嘴4，瓦斯通过进气嘴4进入瓦斯解析仪1内，将其内的水置换出来，置换出来的水通过出液嘴3排出瓦斯解析仪1内，通过超声波液位计8以固定频率测量液位，从而得道每个时刻煤样释放瓦斯的体积，从而计算出每个时刻的瓦斯解析速度和瓦斯累计流量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种井下瓦斯自动解析仪，包括煤样罐（2）和瓦斯解析仪（1），煤样罐（2）通过气管（9）与瓦斯解析仪（1）进气口相连通，其特征在于：所述井下瓦斯自动解析仪包括，
超声波液位计（8），用于测量瓦斯解析仪（1）内的液位，超声波液位计（8）固定安装在瓦斯解析仪顶部（7），超声波液位计（8）发出的超声波方向与瓦斯解析仪（1）长度方向平行，并指向瓦斯解析仪（1）底部；
控制器（10），用于接收超声波液位计（8）的液位信号；根据采集时间和液位信号实时获取瓦斯解析速度、瓦斯累计流量；还用于将瓦斯流量、采集时间、实时瓦斯解析速度和瓦斯累积流量发送至外部存储器（11）；与超声波液位计（8）电连接。
2.根据权利要求1所述的井下瓦斯自动解析仪，其特征在于：所述控制器（10）与外部存储器（11）电连接。
3.根据权利要求1所述的井下瓦斯自动解析仪，其特征在于：所述井下瓦斯自动解析仪还包括，
输入设备（12），用于设参数和发送质量，与控制器（10）电连接；
显示器（13），用于显示控制器（10）采集到的瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器（10）从外部存储器（11）读取的采集时间、瓦斯解析速度和瓦斯累计流量信息；用于显示控制器（10）从输入设备（12）采集到的输入信号，与控制器（10）电连接。
4.根据权利要求1所述的井下瓦斯自动解析仪，其特征在于：所述煤样罐（2）和瓦斯解析仪（1）之间的管道（9）上安装有电动气阀（14），电动气阀（14）的输入端与控制器（10）电连接。
5.根据权利要求1所述的井下瓦斯自动解析仪的使用方法，其特征在于：所述井下瓦斯自动解析仪的使用方法包括以下步骤，
步骤一、煤样取出后快速封入煤样罐（2），封入煤样罐（2）煤样选取粒径较大且质量大于500g，然后使用气管将煤样罐（2）出气嘴与瓦斯解吸仪（1）连接；
步骤二、打开开关，电动气阀（14）打开，超声波液位计（8）和控制器（10）开始工作，将控制器（10）设置为每分钟读取一次液位值；
步骤三、控制器（10）读取的第一个值记为V0，第n个值记为Vn，可得到在第n分钟时的瓦斯解析速度和在第n分钟的瓦斯累计流量；
步骤四、将n、V0、Vn、储存到外部存储器（11）里。
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