CN201615877U - 煤矿用激光瓦斯探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿用激光瓦斯探测器，该探测器外形是一个矩形盒子，盒子内部有气室(2)，盒子壳上有光纤接头(11)；气室(2)内部安装有两相对应的准直器光学镜头(3)，准直器光学镜头(3)通过光纤接头(11)与瓦斯监测系统相连接；气室(2)下方是过滤层(7)，其下用运行盖板(8)或调校盖板(9)分别在系统运行时或调校探测器及瓦斯监测系统时安装在气室(2)之上。过滤层(7)为合成阻燃纤维棉。探测器外面的两个光纤接头与瓦斯监测系统相连接的方式为：其中一个连接激光发射器，另一个连接光电探测器。本实用新型可以解决远距离传输的难题，具有对瓦斯检测灵敏度高、响应时间快速、使用寿命超长、探测距离长、维护费用低的优点。适用于煤矿瓦斯的实时监测。

Description

煤矿用激光瓦斯探测器

技术领域

本实用新型涉及利用光学手段测试的仪器，也涉及矿井信号装置，进一步而言，属于采用激光对煤矿瓦斯进行监控的仪器。

背景技术

瓦斯是煤矿中产生的气体，其主要成分是甲烷。浓度在爆炸极限内的瓦斯遇明火即发生爆炸，对矿工生命威胁极大。因此对瓦斯的监测是矿井的重要工作。目前已广泛应用的瓦斯检测是采用传统的电化学方式进行瓦斯浓度的检测，例如中国专利CN93240185.6号“全自动瓦斯监测报警器”。传统电化学方式存在以下缺点：①需要定期对传感器进行校正，且校正繁琐；②检测速度低：20秒左右；③检测精度低，只能检测0.1％左右；④检测距离仅2km；⑤使用寿命低；⑥抗干扰能力差。近年来人们研究成功一些采用激光对煤矿瓦斯进行监控的技术方案，已经申请了中国专利的有：03268476.2号《激光遥感瓦斯探测器》、200510112136.2号《便携式红外半导体激光吸收式瓦斯气体检测方法及其装置》、200610051272.X号《激光瓦斯监控系统》、200820097900.2号《激光瓦斯检测仪》。

光学气体传感器是后出现的一种新型传感器，它主要指利用介质对光吸收而使光产生衰减以及由于不同光路的光干涉而产生干涉条纹等特性制成的光纤气体传感器。光纤用于气体传感有着其它传感器不可比拟的优势：①便于复用，便于成网；②抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀，适合于测量可燃易爆气体或工作于易燃以及强电磁干扰环境下测量；③传感单元结构简单，稳定可靠；④重量轻、体积小、外形可变；⑤灵敏度高。

光吸收瓦斯气体传感器除了具备上述光学气体传感器所具有的优点外，还具有光路简单，可对瓦斯气体浓度、成分进行精确测量以及可同时对其它气体的成分、浓度进行检测等特点，从而弥补了光干涉法不能对气体的具体成分进行测量分析的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种煤矿用激光瓦斯探测器，以提高煤矿生产的安全保障水平。

设计人提供的煤矿用激光瓦斯探测器外形是一矩形盒子，盒子内有气室、过滤层、调校盖板、运行盖板，盒外有光纤接头；其中心是气室，气室内部安装有两相对应的准直器光学镜头，这些准直器光学镜头通过气室外的光纤接头与瓦斯监测系统相连接；气室下方备有运行盖板和备有调校盖板，分别在系统运行时或调校探测器及瓦斯监测系统时安装在气室之上。

上述过滤层为合成阻燃纤维棉，其长度和宽度与运行盖板或调校盖板一致，可以防止进气带入的尘埃。

上述运行盖板开有若干气孔，以实现气室内外气体快速交换。

上述调校盖板有进气孔和出气孔，进气口和出气口与气室相通。

上述准直器光学镜头上涂有透明蜡，以防止水蒸汽吸附在镜头表面，影响测量精度。

上述运行盖板和过滤层、调校盖板均用螺钉紧固在气室上方。

上述气室安装的两相对应的准直器光学镜头为2～6组，其作用是将瓦斯检测系统内的激光器产生的激光传递到气室内，并暴露在气室中，而后传输到检测系统的光电转换器。

上述光纤接头与瓦斯监测系统相连接的方式为：其中一个连接激光发射器，另一个连接光电探测器。

设计人指出：本实用新型提供的探测器，需要与瓦斯检测系统共同使用，才能对瓦斯浓度进行监控；所述系统主要包括激光发射器、光开关、光耦合器、光电探测器、监控计算机(CPU处理器)，由激光发生器产生的激光经光开关送至各路瓦斯探测器，探测器检测到的数据经过光电转换送出电信号，并送给A/D转换，得到数字信号送CPU进行处理。

使用本实用新型可以解决远距离传输探测瓦斯浓度的难题，具有对瓦斯检测灵敏度高、响应时间快速、使用寿命超长、探测距离长、维护费用极低的优点。适用于煤矿瓦斯的实时监测。

附图说明

图1为煤矿用光纤瓦斯气体探测器的结构示意图，图2为气室内激光通路示意图，图3为运行盖板示意图，图4为调校盖板示意图。图1中，1为外壳，2为气室，3为准直器光学镜头，4为出气口，5为进气口，6紧固螺钉，7为过滤层，8为运行盖板，9为调校盖板，10为气孔，11为光纤接头。

具体实施方式

如附图的煤矿用光纤瓦斯气体探测器，外形是一个矩形盒子，其外壳1的长、宽、高分别为120×80×50mm；盒子内部有气室2，盒子壳上有光纤接头11；气室2内部安装有5组两相对应的准直器光学镜头3，准直器光学镜头3通过气室2外的光纤接头11与瓦斯监测系统相连接；气室2下方是过滤层7，其下用运行盖板8或调校盖板9分别在系统运行时或调校探测器及瓦斯监测系统时安装在气室2之上。过滤层7为合成阻燃纤维棉，其大小和运行盖板或调校盖板的长宽一样，厚度为2mm。运行盖板8开有若干气孔10；而调校盖板9开有进气口5和出气口4，进气口5和出气口4与气室2相通；准直器光学镜头3上涂有透明蜡；运行盖板8和过滤层7、调校盖板9安装时均用螺钉6紧固在气室上方。

将探测器外面的两个光纤接头11分别与瓦斯监测系统的激光发射器和连接光电探测器连接，光电探测器输出的电压即可反应瓦斯浓度大小。

Claims (7)

1.一种煤矿用激光瓦斯探测器，其特征在于该探测器外形是一个矩形盒子，盒子内部有气室(2)，盒子壳上有光纤接头(11)；气室(2)内部安装有两相对应的准直器光学镜头(3)，准直器光学镜头(3)通过光纤接头(11)与瓦斯监测系统相连接；气室(2)下方是过滤层(7)，其下用运行盖板(8)或调校盖板(9)分别在系统运行时或调校探测器及瓦斯监测系统时安装在气室(2)之上。

2.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述过滤层(7)为合成阻燃纤维棉，其长度和宽度与运行盖板或调校盖板一致。

3.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述运行盖板(8)开有若干气孔(10)。

4.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述调校盖板(9)装有进气口(5)和出气口(4)，进气口(5)和出气口(4)与气室(2)相通。

5.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述准直器光学镜头(3)为2～6组，其上涂有透明蜡。

6.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述运行盖板(8)和过滤层(7)、调校盖板(9)安装时均用螺钉(6)紧固在气室上方。

7.如权利要求1所述的瓦斯探测器，其特征在于所述光纤接头(！1)与瓦斯监测系统相连接的方式为：其中一个连接激光发射器，另一个连接光电探测器。

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