CN201653901U - 煤矿井下气体监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤矿井下气体监测装置，包括机体，所述机体内左侧设有气路隔爆装置和预抽及采样装置，机体内右侧从上至下依次设有人机交互装置、通讯及数据处理组件和电源及后备电源，机体内中部设有红外气体分析仪和控制装置。本实用新型的有益效果为：机体内排列了多个组件和模块，由于使用了红外检测技术，测量准确、抗干扰能力强、重复性好、使用寿命长，较色谱和检定管法有明显的优势，可以有效地起到预警作用，对气体种类有很高的选择性；使用后备电源，使监测装置在无外接电源的情况还可正常工作2-6小时；机体为全金属防爆外壳，减少电磁干扰，强度高，封闭性好，对环境适应性强，能在潮湿、粉尘较多的环境下使用，结构紧凑，寿命长。

Description

煤矿井下气体监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种矿井火灾监测装置，尤其涉及一种煤矿井下气体监测装置。

背景技术

近年来，如何加强矿灾防治工作，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，成为煤矿工作的重中之重。实践证明，快速、准确地对矿井气体进行测试并对测试得出的数据作出分析判断对减少矿井火灾与瓦斯爆炸是非常重要的。煤矿气体检测分析是保障煤矿安全的必需基础，是煤矿灾害预防、治理和救灾决策的根本依据。矿井火灾束管监测系统是煤矿气体检测最常用的方法。

根据设备安放地点不同，矿井火灾束管监测系统分为地面型和井下型。地面型通过“束管”抽吸井下气样到地面，采用地面分析仪器分析，进行连续监测；但由于其抽气管路过长，气样分析实时性较差，且易于因管路风阻过大或管路漏气故障等因素影响气体分析的精确性，从而影响监测的准确性。井下型通过放置在井下的监测设备，对所需要监测的参数进行现场监测采样、分析处理。井下型监测设备通常作为监测分站内嵌计算机系统进行现场采集信号、实时分析计算，能实现分析结果就地实时显示、存储、报警等功能，并可通过传输电缆与地面监测中心站进行双向通讯，地面监测中心站可远程控制及设置井下气体监测装置参数等。井下气体监测装置也可向地面监测中心站传输实时数据及分析、计算结果，同时可以利用地面中心站计算机强大的计算功能，实现对监测数据的图形显示、报警提示、打印报表、数据长时间存储等功能，从而尽可能避免因抽气管路过长带来的监测分析误差，提高监测的实时性和准确性。

因此，需要这样一种煤矿井下监测装置：作为井下型矿井发火束管监测系统的主要配套设备，实现监测装置、信号传输装置、取样控制装置及人机交互等功能。通过对气体成分的在线实时监测、分析，实现对采样地点自然发火情况的预测预报，并与地面中心站计算机的数据双向实时通讯。本装置可实现实时监测，配置灵活，分析精度高，操作简单，使用方便，维护量小，安全可靠，受环境因素影响较小，设计小巧、精致，便于安装。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤矿井下气体监测装置，通过预抽及采样装置和气路控制，实现对煤矿井下气体现场采样；再通过井下红外气体分析仪对CO、CO₂、CH₄、O₂气体组分进行实时分析；可以通过人机交互装置对本实用新型进行操作和观察分析结果；也可以将分析数据传输给地面监控中心站；配置灵活，可以将该装置安放在煤矿井下的任一地方，可根据需要在煤矿井下布置若干该设备；测量范围大，分析精度高，采用红外分析，其分析精度及有效性大大优于传统监控系统的电化学式及催化式传感器；安全可靠，消除了爆炸的危险和电磁干扰等问题；对环境适应性强，能在潮湿、粉尘较多环境下使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种煤矿井下气体监测装置，包括金属防爆机体，所述机体内左侧设有气路隔爆装置和预抽及采样装置，机体内右侧从上至下依次设有人机交互装置、通讯及数据处理组件和电源及后备电源，机体内中部设有红外气体分析仪和控制装置。

本实用新型的有益效果为：机体内排列了多个组件和模块，所有电路、气路等均遵循防爆设计，本身防爆、安全，这种固有的安全性消除了爆炸等危险；由于使用了红外检测技术，测量准确、抗干扰能力强、重复性好、使用寿命长，较色谱和检定管法有明显的优势，可以有效地起到预警作用，对气体种类有很高的选择性；使用了预抽及采样装置，使气体采样简单，效率高并免维护；使用后备电源，使监测装置在无外接电源的情况还可正常工作2-6小时；使用温度控制电路和电流控制电路，根据需要可以及时的进行控制，还可以通过程序进行自动控制；使用温度补偿元件，及时补偿环境温度变化时造成的测量误差，进一步提高灵敏度和安全可靠性；使用CPU为核心的信号处理电路和显示控制电路，反应速度快，显示及时；在机体外部有操作按键，工作人员通过操作按键操控本装置；主机体为全金属防爆外壳，减少电磁干扰，强度高，封闭性好，对环境适应性强，能在潮湿、粉尘较多的环境下使用，结构紧凑，寿命长；与工作站通讯，采用标准的RS485通讯接口和协议；重量轻，体积小，方便安装、维护。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的煤矿井下气体监测装置的结构示意图。

图中：1、机体；2、气路隔爆装置；3、预抽及采样装置；4、人机交互装置；5、通讯及数据处理组件；6、电源及后备电源；7、红外气体分析仪；8、控制装置。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种煤矿井下气体监测装置，包括金属防爆机体1，所述机体1内左侧设有气路隔爆装置2和预抽及采样装置3，机体1内右侧从上至下依次设有人机交互装置4、通讯及数据处理组件5和电源及后备电源6，机体1内中部设有红外气体分析仪7和控制装置8。机体1的左、右端设有进出气口、电源进线端和通讯进线端，机体1外部可安装LED，通过与信号处理电路相联的显示控制电路进行控制，能将实时参数显示出来，便于观测；机体1外部还可安装的报警灯，能通过信号处理电路的控制，及时发出报警信号，引起工作人员的注意。

具体使用时，预抽及采样装置3将所要监测气体通过束管和连接束管的气路隔爆装置1抽入本装置中，在控制装置8的作用下进入红外气体分析仪7，通过人机交互装置4可以清晰的显示分析的具体数据，并可进行停止分析，清洗，校准等操作，同时，通讯及数据处理组件5还可以将分析数据及结果通过RS485通讯传送到地面监控室或其它需要部门，电源及后备电源6为本装置提供电源。

气路隔爆装置2包括不锈钢隔爆体和不锈钢粉末，气体通过气路隔爆装置进行进入预抽及采样装置3，达到防爆作用；预抽及采样装置3中安装有气体流量传感器、采样泵、汇流排和电磁阀，可以控制将任一管路的气体抽入到装置中，并可以随时观测气体流量，了解气体采样情况；红外气体分析仪7由光学系统和电气系统组成，完成被测气体分析功能；人机交互装置4包含交互控制器、LED、按键，交互控制器与LED和按键相连，可以显示分析结果、管路流量、系统状态等，并可对装置进行操作；通讯及数据处理组件5包含通讯芯片、通讯控制电路、通讯线路、各接口等，与外壳的通讯接口相连，接收和发送数据；电源及后备电源6与控制装置相连，为整个装置供电并在外接电断电时提供2-6小时电源支持；控制装置8包含CPU芯片、数据存储器、数据通讯芯片、模数转换器、跳线、接口、控制线、地址线和数据线等，是整个装置的大脑，控制各装置按操作要求工作，机体1为金属防爆外壳。

本实用新型工作过程为：通过气路隔爆装置2、预抽及采样装置3和少量的束管将被测井下气体抽入，进入本实用新型中的红外气体分析仪7进行实时分析；井下的工作人员可以通过本实用新型实时监测井下气体；本实用新型将分析的结果通过通讯线路传到地面，地面工作人员同时可以在地面监控室里实时监测井下气体，并通过综合管理软件对一段时间内的分析结果进行管理，同时能在地面上的网络上发布数据，提供信息服务。本实用新型可以监测八条管路的井下气体，这八条管路可以通过本实用新型或地面上的工作站灵活的设置多路或单路分析、自动或手动分析、校准、报警级别与限值等等，所有的控制、操作均可以在本实用新型上或地面工作站上完成。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (1)

1.一种煤矿井下气体监测装置，包括金属防爆机体(1)，其特征在于：所述机体(1)内左侧设有气路隔爆装置(2)和预抽及采样装置(3)，机体(1)内右侧从上至下依次设有人机交互装置(4)、通讯及数据处理组件(5)、和电源及后备电源(6)，机体(1)内中部设有红外气体分析仪(7)和控制装置(8)。

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