CN209624304U - 基于激光检测的煤矿井下环境监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,包括粉尘监测主体,粉尘监测主体的顶部中间位置设进气口,其底部中间位置设出气口,在粉尘监测主体的底部还设有一体式的拱形突出部和两根支撑主架,两根支撑主架位于出气口之后,在拱形突出部的底部设有一根支撑副架,在粉尘监测主体和拱形突出部内设有粉尘监测系统,粉尘监测系统的进气端与进气口对接,粉尘监测系统的出气端与出气口对接,在粉尘监测主体设有显示屏,显示屏与粉尘监测系统连接,用于显示粉尘监测系统的监测数据。其应用时,可以很方便地用于矿井下的复杂环境中进行粉尘监测,同时可以有效提高在矿井下对粉尘的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及粉尘监测技术领域,具体涉及基于激光检测的煤矿井下环境监测装置。
背景技术
一般的煤矿井下作业通常会伴随着大量粉尘的产生,如果空气中的粉尘颗粒过多,被吸入体内,就会对作业人员的健康造成极大威胁,所以煤矿井下作业最好能实时监测空气中的粉尘浓度。
对于粉尘浓度的测量,主要有以下几种方式:一种是滤膜测尘,具体操作是将一定体积的含尘空气,通过采样头,全部大小不同的粉尘粒子被阻留于夹在采样头内的滤膜表面,根据滤膜的增重和通过采样头的空气体积,计算出空气中的粉尘浓度。这种方式不仅不便于操作,而且不能连续测量;另一种是直读式测尘仪,主要利用间接方法如白炽灯透射、红外光透光、光散射、激光散射、β射线吸收法等原理,利用采样器进行标定,可即时显示出测量的粉尘浓度值来。
现有的空气粉尘检测装置在矿井下使用时主要存在以下问题:一、矿井下作业环境复杂,而现有的空气粉尘检测装置体积过大,不便于携带和在矿井下直接放置使用;二、现有的空气粉尘检测装置在环境较为复杂的矿井下使用时,其测量精度不高,还需改进;三、在矿井下作业能够携带的资源有限,如果粉尘检测装置只用作粉尘测量使用,发挥的作用就十分有限。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足,提供基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其应用时,可以很方便地用于矿井下的复杂环境中进行粉尘监测,同时可以有效提高在矿井下对粉尘的测量精度。
本实用新型通过以下技术方案实现:
基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,包括粉尘监测主体,所述粉尘监测主体呈圆柱形,在粉尘监测主体的顶部中间位置设有进气口,在粉尘监测主体的底部中间位置设有出气口,在粉尘监测主体的底部还设有一体式的拱形突出部,拱形突出部位于出气口之前,在粉尘监测主体的底部两侧对称分布有两根支撑主架,两根支撑主架位于出气口之后,在拱形突出部的底部设有一根支撑副架,在粉尘监测主体和拱形突出部内设有粉尘监测系统,粉尘监测系统的进气端与进气口对接,粉尘监测系统的出气端与出气口对接,在粉尘监测主体设有显示屏,显示屏与粉尘监测系统连接,用于显示粉尘监测系统的监测数据。
优选地,支撑副架与两支撑主架所形成平面之间的夹角为45°。
优选地,支撑主架与粉尘监测主体可拆卸式连接,支撑副架与拱形突出部可拆卸式连接。
优选地,支撑主架与支撑副架高度可调节。
优选地,所述粉尘监测系统包括测量腔、入射通道、激光发射器、透射通道、透射感光器和信号处理器,测量腔为球形腔,其顶部与进气口连通,底部与出气口连通,测量腔的两侧分别与入射通道和透射通道连通,入射通道的另一端设置激光发射器,透射通道的另一端设置透射感光器,入射通道、激光发射器、透射通道和透射感光器均处于同一直线上,透射感光器和显示屏均与信号处理器连接。
优选地,所述粉尘监测系统还设有散射通道和散射感光器,散射通道与测量腔连通,散射感光器与信号处理器连接,散射通道和散射感光器均位于拱形突出部内。
优选地,在激光发射器的出光口设有透镜,在粉尘监测主体顶部还设有净化气口,净化气口与入射通道连通,且联通处位于透镜前,在净化气口顶端设有粉尘过滤膜。
优选地,在粉尘监测主体前后两端均设有照明灯盘,且在粉尘监测主体两侧外部设有用于控制照明灯盘开关的控制按钮。
优选地,所述进气口、出气口和净化气口的外部均设有螺纹,且其分别配有通过螺纹啮合的保护盖。
优选地,所述粉尘监测主体的上设有用于提取粉尘监测主体的提手。
本实用新型具有如下的优点和有益效果:
1、本实用新型基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,可以很方便地用于矿井下的复杂环境中进行粉尘监测。
2、本实用新型基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,可以有效提高在矿井下对粉尘的测量精度。
3、本实用新型基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,设置双边照明灯盘,产生固定光源,方便人员井下作业。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:
图1为本实用新型的主视图;
图2为本实用新型的外部结构示意图;
图3为本实用新型的内部结构示意图;
图4为光电转换电路图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-粉尘监测主体,2-拱形突出部,3-进气口,4-净化气口,5-出气口,6-支撑主架,7-支撑副架,8-显示屏,9-照明灯盘,10-测量腔,11-入射通道,12-激光发射器,13-透射通道,14-透射感光器,15-散射通道,16-散射感光器,17-信号处理器,18-透镜,19-粉尘过滤膜,20-控制按钮,21-保护盖。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1-3所示,基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,包括粉尘监测主体1,所述粉尘监测主体1呈圆柱形,在粉尘监测主体1的顶部中间位置设有进气口3,在粉尘监测主体1的底部中间位置设有出气口5,在粉尘监测主体1的底部还设有一体式的拱形突出部2,拱形突出部2位于出气口5之前,在粉尘监测主体1的底部两侧对称分布有两根支撑主架6,两根支撑主架6位于出气口5之后,在拱形突出部2的底部设有一根支撑副架7,在粉尘监测主体1和拱形突出部2内设有粉尘监测系统,粉尘监测系统的进气端与进气口3对接,粉尘监测系统的出气端与出气口5对接,在粉尘监测主体1设有显示屏8,显示屏8与粉尘监测系统连接,用于显示粉尘监测系统的监测数据。支撑副架7与两支撑主架6所形成平面之间的夹角为45°。支撑主架6与粉尘监测主体1可拆卸式连接,支撑副架7与拱形突出部2可拆卸式连接。支撑主架6与支撑副架7高度可调节。在使用时,粉尘从进气口3进,经粉尘监测系统监测后,显示屏8实时显示监测结果,最后粉尘从出气口5出,由于矿井下地形复杂,所以设置支撑主架6和支撑副架7的三角支撑结构来适应各种场地,拱形突出部2的存在既是内部设置粉尘监测系统的需要,同时也可以保证支撑副架7与两支撑主架6所形成平面之间的夹角为45°,这个角度经过多次试验证明是起到支撑效果最好的角度,支撑副架7与两支撑主架6高度可调且可拆卸,便于拆卸携带和现场的实地安装。
粉尘监测系统包括测量腔10、入射通道11、激光发射器12、透射通道13、透射感光器14和信号处理器17,测量腔10为球形腔,其顶部与进气口3连通,底部与出气口5连通,测量腔10的两侧分别与入射通道11和透射通道13连通,入射通道11的另一端设置激光发射器12,透射通道13的另一端设置透射感光器14,入射通道11、激光发射器12、透射通道13和透射感光器14均处于同一直线上,透射感光器14和显示屏8均与信号处理器17连接。
粉尘监测系统还设有散射通道15和散射感光器16,散射通道15与测量腔10连通,散射感光器16与信号处理器17连接,散射通道15和散射感光器16均位于拱形突出部2内。
含尘空气从进气口3进入测量腔10内,激光发射器12发射的激光经过测量腔10照射在粉尘上颗粒上时,会被粉尘吸收及散射、透射,透射光和一部分散射光进入到透射感光器14中,而还有一部分散射光会进入到散射感光器16中,透射感光器14及散射感光器16将检测到的光信号转化为电信号后传输到信号处理器17中,经信号处理器17进行数据处理后通过显示屏8显示。
在激光发射器12的出光口设有透镜18,在粉尘监测主体1顶部还设有净化气口4,净化气口4与入射通道11连通,且联通处位于透镜18前,在净化气口4顶端设有粉尘过滤膜19,透镜18可以对激光发射器12的出光口形成防尘保护,同时,从净化气口4进入的含尘空气被粉尘过滤膜19过滤,只剩下干净空气进入入射通道11,干净空气的流动可以起到对透镜18的净化作用,防止其上面沾上粉尘颗粒影响测量结果,提高监测精度。
透射感光器14和散射感光器16均设置如图4所示的光电转换电路,光电转换电路包括光电二极管和运算放大器。通过所述光电转换电路,将透射光信号和散射光信号转换为光脉冲信号,得到时间域上脉冲信号的分布,便于后续信号处理器17进行电信号处理。
在粉尘监测主体1前后两端均设有照明灯盘9,且在粉尘监测主体1两侧外部设有用于控制照明灯盘9开关的控制按钮20,设置照明灯盘9可以充分利用粉尘监测主体1发挥更多的作用,在昏暗的矿井下需要照明时,只需要通过控制按钮20打开对应的照明灯盘9即可进行照明,产生固定光源,方便人员作业。
进气口3、出气口5和净化气口4的外部均设有螺纹,且其分别配有通过螺纹啮合的保护盖21,不使用时,将保护盖21盖上,可以对粉尘监测主体1内部的粉尘监测系统起到保护作用。
粉尘监测系统、显示屏和照明灯盘9的供电方式既可以通过在粉尘监测主体1内部设电池进行连接供电,也可以使用外部电源,并在粉尘监测主体1上设置插口的方式连接供电。
粉尘监测主体1的上设有用于提取粉尘监测主体1的提手,便于携带拿取。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,包括粉尘监测主体(1),所述粉尘监测主体(1)呈圆柱形,在粉尘监测主体(1)的顶部中间位置设有进气口(3),在粉尘监测主体(1)的底部中间位置设有出气口(5),在粉尘监测主体(1)的底部还设有一体式的拱形突出部(2),拱形突出部(2)位于出气口(5)之前,在粉尘监测主体(1)的底部两侧对称分布有两根支撑主架(6),两根支撑主架(6)位于出气口(5)之后,在拱形突出部(2)的底部设有一根支撑副架(7),在粉尘监测主体(1)和拱形突出部(2)内设有粉尘监测系统,粉尘监测系统的进气端与进气口(3)对接,粉尘监测系统的出气端与出气口(5)对接,在粉尘监测主体(1)设有显示屏(8),显示屏(8)与粉尘监测系统连接,用于显示粉尘监测系统的监测数据。
2.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,支撑副架(7)与两支撑主架(6)所形成平面之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,支撑主架(6)与粉尘监测主体(1)可拆卸式连接,支撑副架(7)与拱形突出部(2)可拆卸式连接。
4.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,支撑主架(6)与支撑副架(7)高度可调节。
5.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,所述粉尘监测系统包括测量腔(10)、入射通道(11)、激光发射器(12)、透射通道(13)、透射感光器(14)和信号处理器(17),测量腔(10)为球形腔,其顶部与进气口(3)连通,底部与出气口(5)连通,测量腔(10)的两侧分别与入射通道(11)和透射通道(13)连通,入射通道(11)的另一端设置激光发射器(12),透射通道(13)的另一端设置透射感光器(14),入射通道(11)、激光发射器(12)、透射通道(13)和透射感光器(14)均处于同一直线上,透射感光器(14)和显示屏(8)均与信号处理器(17)连接。
6.根据权利要求5所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,所述粉尘监测系统还设有散射通道(15)和散射感光器(16),散射通道(15)与测量腔(10)连通,散射感光器(16)与信号处理器(17)连接,散射通道(15)和散射感光器(16)均位于拱形突出部(2)内。
7.根据权利要求5所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,在激光发射器(12)的出光口设有透镜(18),在粉尘监测主体(1)顶部还设有净化气口(4),净化气口(4)与入射通道(11)连通,且联通处位于透镜(18)前,在净化气口(4)顶端设有粉尘过滤膜(19)。
8.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,在粉尘监测主体(1)前后两端均设有照明灯盘(9),且在粉尘监测主体(1)两侧外部设有用于控制照明灯盘(9)开关的控制按钮(20)。
9.根据权利要求7所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,所述进气口(3)、出气口(5)和净化气口(4)的外部均设有螺纹,且其分别配有通过螺纹啮合的保护盖(21)。
10.根据权利要求1所述的基于激光检测的煤矿井下环境监测装置,其特征在于,所述粉尘监测主体(1)的上设有用于提取粉尘监测主体(1)的提手。
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