CN209673237U - 煤矸石自燃发生点位检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矸石自燃发生点位检测仪，包括测温模块、传输模块及接收模块；测温模块包括插入煤矸石山多个测温点不同深度的热电偶测温探头；传输模块包括电表箱，电表箱内设有温度采集装置、预警装置及无线数据传输装置，并通过位于电表箱外的太阳能供电装置供电，热电偶测温探头分别通过补偿导线与位于电表箱内的温度采集装置连接，温度采集装置连接预警装置和无线数据传输装置，无线数据传输装置内安装内置手机卡并连接天线，通过GPS信号传输数据至接收模块；接收模块包括智能手机终端和计算机终端。温度采集装置不仅可以通过自身携带的显示屏现场显示温度，还可以通过无线传输装置将温度数据传输到计算机和手机等温度接收装置。

Description

煤矸石自燃发生点位检测仪

技术领域

本实用新型属于煤矸石山自燃防治领域，具体是一种煤矸石自燃发生点位检测仪。

背景技术

煤矸石是煤炭开采和加工的重要产物，极易发生自燃，且多为不完全燃烧。燃烧产物除了CO₂和SO₂外，还排放大量的CO、H₂S和碳氢化合物等，从而污染大气、土壤和水体，并危及矿区居民身体健康；煤矸石自燃产生的高温直接影响矿区植被生长，严重影响矿区植被恢复和生态环境质量的改善；自燃后山体出现空洞，极易发生塌陷，遇水更易发生滑坡、泥石流等自然灾害。因此，煤矸石自燃的防控一直是矿区治理的重点。

引发煤矸石自燃的因素很多，不仅与煤矸石各组分（如S和P）含量有关，还与煤矸石堆放场地的气象条件、煤矸石堆放方式等多种因素直接相关。准确判断煤矸石山自燃的发生位置和条件对煤矸石山自燃的防控灭具有重要意义，而温度升高是煤矸石山自燃的直接标志。因此对煤矸石山不同位置和深度的温度进行动态监测，了解自燃过程的温度变化特征，及时对已经发生自燃和有自燃风险的点位进行预警，不仅有利于及时采取治理措施防止煤矸石自燃进一步发展，还有利于采取有效措施从源头上解决煤矸石山的自燃问题。

目前，煤矸石山温度的监测多通过红外热成像技术和现场铺设测温管两种方式实现。二者均需要监测人员到现场进行监测，不仅耗时耗力，还无法获取煤矸石山温度的动态变化并据此作出预警，同时煤矸石自燃产生的高温和有害气体严重威胁监测人员的人身安全和身体健康。此外，红外热成像技术还不能监测煤矸石山深层温度变化，具有一定的缺陷。

综上所述，亟需设计一种能够远程监测煤矸石山不同位置和深度温度变化的仪器，获取煤矸石山自燃过程的温度变化特征并对已经发生自燃和有自燃风险的点位作出预警，为煤矸石自燃的预防提供理论依据和技术支撑。

发明内容

本实用新型目的是针对现有煤矸石温度测量仪器耗时耗力、无法获得煤矸石温度动态变化以及无法实现远程监测并进行预警等问题，提出一种基于温度变化的煤矸石自燃发生点位检测仪。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种煤矸石自燃发生点位检测仪，包括测温模块、传输模块及接收模块。

所述测温模块包括插入煤矸石山多个测温点不同深度的热电偶测温探头。

所述传输模块包括电表箱，所述电表箱内设有温度采集装置、预警装置及无线数据传输装置，并通过位于电表箱外的太阳能供电装置供电，所述热电偶测温探头分别通过补偿导线与位于电表箱内的温度采集装置连接，所述温度采集装置连接预警装置和无线数据传输装置，所述无线数据传输装置内安装内置手机卡、并连接天线，通过GPS信号传输数据至接收模块。

所述接收模块包括智能手机终端和计算机终端。

如图3所示，对于煤矸石山的若干个测温点布置，多个测温探头的一端（测量端）分别埋设在煤矸石山内部不同位置与深度进行温度测量，测温探头另一端（参比端）通过补偿导线与温度采集装置相连；温度采集装置不仅可以通过自身携带的显示屏现场显示温度，还可以通过无线传输装置将温度数据传输到计算机和手机等温度接收装置；当温度达到设置预警温度时，预警装置可以通过计算机、手机微信或手机短信的方式进行报警。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型可以根据测试需要灵活调整测温点位数量以及测量深度，以采集煤矸石山不同位置和深度的温度数据，从而获取煤矸石山温度的整体特征；与传统的测温装置相比，操作简单方便、覆盖范围广、测量深度更深，数据更加精确，测温装置采用耐高温的热电偶探头能够弯曲，便于运输，测量范围更广（-200℃~1800℃），抗压和抗污染能力更强，且不会因为煤矸石自燃影响测量结果。

2、本实用新型可以自主设置温度数据的采集间隔，并将数据由温度采集装置经无线数据传输传至接收装置，无需测量人员反复奔赴测量现场即可观测煤矸石山整体的温度动态变化特征，方便快捷，省时省力。

3、本实用新型可以将不同温度采集装置所采集的数据集中到一台接收装置中，接收装置不限于计算机网页，还包括手机微信小程序；与传统的接收装置相比，更加方便快捷，不但节约了仪器成本，还大大提高测温数据的实效性。此外，用户还可以随时下载历史数据，进行分析处理，获取煤矸石温度变化过程曲线。

4、本实用新型配有预警装置，可以在温度达到设定值时及时发出预警，预警信号可以通过微信或者短信的方式发出，监测人员无需时刻坚守在计算机旁边。

5、本实用新型采用太阳能供电，利用绿色能源解决煤矸石山的供电难题。

本实用新型所述的检测仪简单易操作且安全可靠，可以通过计算机网页和微信小程序实时监测煤矸石山不同位置和深度的温度动态变化，并在温度达到设定高温时发出预警，从而根据测温探头编号锁定自燃发生位置，可以为煤矸石山自燃的防控灭提供依据。

附图说明

图1表示测温探头结构示意图。

图2表示煤矸石自燃发生点位检测仪结构原理图。

图3表示测温点布置俯视图。

图中：101-测量端，102-参比端，103-接线盒子，L-测量深度；201-煤矸石山，202-热电偶测温探头，203-补偿导线，204-电表箱，205-温度采集装置，206-预警装置，207-无线数据传输装置，208-内置手机卡，209-天线，210-开关，211-太阳能供电装置，212-温度接收装置，213-计算机，214-智能手机；301-煤矸石山，302-测温点（每个测温点可以在不同深度布设测温探头）。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种煤矸石自燃发生点位检测仪，包括测温模块、传输模块及接收模块。

如图2所示，测温模块包括插入煤矸石山301多个测温点302不同深度的热电偶测温探头202。如图1所示，耐高温热电偶测温探头由测量端101、参比端102和接线盒子103组成，当测量端101和参比端102存在温差时，所对应的电阻就会发生变化，并在回路中产生热电流，最终在温度采集器上显示温度。热电偶测温探头采用铂铑合金为正极，高纯度铂金为负极，不仅测温范围广，而且热响应时间少，灵敏度高。热电偶外部采用直径为6mm的不锈钢为保护套，内部填充高密度氧化物质绝缘体，抗干扰能力强。测温探头测量时将测量端101埋设在煤矸石山内部，参比端102则通过补偿导线203经接线盒子103与温度采集装置205连接，最终在温度采集仪上显示出温度值；同时可以通过调整补偿导线的长度测定煤矸石山不同位置和深度的温度变化。耐高温热电偶测温探头能够弯曲，便于运输，抗干扰能力强，温度测量精准，性能稳定，适合安装在环境恶劣的煤矸石山上监测其温度变化。

如图2所示，传输模块包括电表箱204，电表箱204内设有温度采集装置205、预警装置206及无线数据传输装置207，共用一个24V的电源，即通过位于电表箱204外的太阳能供电装置（电压为24V），给温度采集装置、无线数据传输装置及预警装置供电，并通过电表箱204上的开关210控制。温度采集装置205连接预警装置206和无线数据传输装置207。温度采集装置不仅可以同时采集多个测温探头的温度数据，还可以根据需要设置温度采集的间隔时间。温度采集装置上安装有显示屏，以便现场观测数据。如果测定的点数较多且距离较远，可以设置多个温度采集装置同时采集数据。预警装置中，当温度高于设定值时，系统发出预警，预警信号可以通过微信或短信的方式进行传送，便于监测人员及时获得信息。无线数据传输装置207内安装内置手机卡208、并连接天线209，通过GPS信号传输数据至接收模块。

如图2所示，接收模块包括智能手机终端和计算机终端。通过此装置不仅可以将多个温度采集装置的温度数据汇总在同一个温度接收装置上并进行实时显示，还可以自主选择不同测量时间段和监测点以获得煤矸石山山不同位置和深度的温度动态变化特征。此外，智能手机终端内置微信小程序，用户还可以通过计算机下载历史温度数据，进一步进行分析处理。

本实用新型是尽可能采用现有部件，组合构成了专用于监测煤矸石山自燃的检测仪，具有如下特点：

1、测温探头为耐高温的热电偶测温探头，测温范围广（-200℃~1800℃），能够弯曲，便于运输；保护套内部填充高密度氧化物质绝缘体，抗干扰能力强。

2、可以根据需要设置测温点的数量和温度采集间隔，以测定煤矸石山不同位置和深度温度的动态变化。

3、所有温度采集装置获取的温度数据均可集中于一台接收装置上，节约仪器成本。

4、接收装置不仅限于网页，还包括手机微信小程序等便携设备。

5、接收装置具有保存功能，用户可以根据需要下载不同位置和时段的历史数据。

6、预警装置可以通过微信和短信等方式发出高温预警。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖于本权利要求书的保护范围中。

Claims (2)

1.一种煤矸石自燃发生点位检测仪，其特征在于：包括测温模块、传输模块及接收模块；

所述测温模块包括插入煤矸石山（301）多个测温点（302）不同深度的热电偶测温探头（202）；

所述传输模块包括电表箱（204），所述电表箱（204）内设有温度采集装置（205）、预警装置（206）及无线数据传输装置（207），并通过位于电表箱（204）外的太阳能供电装置（211）供电，所述热电偶测温探头（202）分别通过补偿导线（203）与位于电表箱（204）内的温度采集装置（205）连接，所述温度采集装置（205）连接预警装置（206）和无线数据传输装置（207），所述无线数据传输装置（207）内安装内置手机卡（208）、并连接天线（209），通过GPS信号传输数据至接收模块；

所述接收模块包括智能手机终端和计算机终端。

2.根据权利要求1所述的煤矸石自燃发生点位检测仪，其特征在于：所述热电偶测温探头采用铂铑合金为正极、高纯度铂金为负极，热电偶外部采用直径为6mm的不锈钢为保护套，内部填充高密度氧化物质绝缘体。