CN210269740U - 一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，包含粉碎罐；所述粉碎罐的内部设有搅拌棒，所述粉碎罐的顶部设有进气口和出气口；所述进气口连接氮气瓶，所述出气口连接集气罐；所述粉碎罐的顶部还设有压力传感器、温度传感器和光谱探测器；所述粉碎罐的上方设有单片机处理器，所述单片机处理器分别与所述压力传感器、所述温度传感器和所述光谱探测器连接；所述光谱探测器与所述单片机处理器之间还连接有气相色谱；所述单片机处理器连接LED显示器。本实用新型的一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，通过硫化氢测量装置的设计，实现了对煤体中硫化氢含量的精准测量，为煤层中的硫化氢涌出量及治理提供理论依据。

Description

一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置
技术领域
本实用新型涉及测量装置技术领域，具体涉及一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置。
背景技术
硫化氢是一种有毒气体，当矿井空气中含有0.023ppm硫化氢时，即可嗅到臭鸡蛋气味。当硫化氢浓度达到200ppm时就能强烈刺激眼、鼻、喉粘膜，使人头痛呕吐和乏力。当达到600ppm时，人们只要接触15-30分钟即会使人发生急性中毒，昏迷、知觉丧失而死亡。我国一些煤矿在开采过程中，曾发生大量硫化氢从煤层中涌出事件，硫化氢危害工人身体健康，影响煤矿安全生产。
目前国内测定煤层中的硫化氢气体含量的装置属于空白，均采用类似于瓦斯测定的方法或辅助与化学反应的方法，测定结果与实际偏差较大。
实用新型内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，实现了对煤体中硫化氢含量的精准测量，对于硫化氢灾害治理及井下人员的健康保障都具有重要的意义。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，其特征在于，包含粉碎罐；
所述粉碎罐的内部设有搅拌棒，所述粉碎罐的顶部设有进气口和出气口；
所述进气口连接氮气瓶，所述出气口连接集气罐；
所述粉碎罐的顶部还设有压力传感器、温度传感器和光谱探测器；
所述粉碎罐的上方设有单片机处理器，所述单片机处理器分别与所述压力传感器、所述温度传感器和所述光谱探测器连接；
所述光谱探测器与所述单片机处理器之间还连接有气相色谱；
所述单片机处理器连接LED显示器。
进一步地，所述进气口与所述氮气瓶之间，所述出气口与所述集气罐之间均以输气软管连接。
进一步地，所述进气口与所述氮气瓶之间的所述输气软管上设有阀门开关。
进一步地，所述粉碎罐与所述进气口、所述出气口、所述压力传感器、所述温度传感器、所述光谱探测器分别设有密封圈。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为，本实用新型的一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，通过硫化氢测量装置的设计，实现了对煤体中硫化氢含量的精准测量，为煤层中的硫化氢涌出量及治理提供理论依据。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图中：10—氮气瓶、20—阀门开关、30—输气软管、40—集气罐、50—粉碎罐、51—搅拌棒、52—光谱探测器、53—压力传感器、54—温度传感器、55—进气口、56—出气口、60—气相色谱仪、70—单片机处理器、80—LED 显示器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，包含粉碎罐50；
粉碎罐50的内部设有搅拌棒51，搅拌棒51用于粉碎煤体；粉碎罐50的顶部设有进气口55和出气口56；
进气口55连接氮气瓶10，氮气瓶10用于为粉碎罐50输入氮气，防止密闭粉碎罐50内的空气和瓦斯气体对硫化氢含量的测量产生影响；出气口56连接集气罐40，集气罐40用于收集从粉碎罐50中被氮气置换出的废气；
粉碎罐50的顶部还设有压力传感器53、温度传感器54和光谱探测器52；
压力传感器53用于测量粉碎罐50内的压力，利用煤体粉碎前后粉碎罐50内的压力变化对煤体中硫化氢含量进行计算；
温度传感器54用于测量粉碎罐50内的温度，利用煤体粉碎前后粉碎罐50内的温度变化对煤体中硫化氢含量进行计算；
粉碎罐50的上方设有单片机处理器70，单片机处理器70分别与压力传感器53、温度传感器54和光谱探测器52连接；单片机处理器70用于接收压力传感器53和温度传感器54的测量信息；
光谱探测器52与单片机处理器70之间还连接有气相色谱仪60，光谱探测器52与气相色谱仪60连接，利用气相色谱仪60测定煤体粉碎后粉碎罐50中的混合气体中硫化氢的体积分数，并将该体积分数通过单片机处理器70传递到LED 显示器80并显示出来，从而为硫化氢的含量的计算提供基础和依据；
单片机处理器70连接LED显示器80，单片机处理器70将接收到的压力传感器53和温度传感器54的测量信息通过LED显示器80显示出来。
可选地，进气口55与氮气瓶10之间，出气口56与集气罐40之间均以输气软管30连接。
在本实用新型的一些实施例中，进气口55与氮气瓶10之间的输气软管30上设有阀门开关20，阀门开关20用于控制氮气瓶10对粉碎罐50中氮气的输入，并可控制氮气输入的压力和速率。
优选地，粉碎罐50与进气口55、出气口56、压力传感器53、温度传感器54、光谱探测器52分别设有密封圈，确保粉碎罐50内的密闭性，保证测量结果的准确性。
测量时，将带测量煤体放入粉碎罐50中，打开阀门开关20对粉碎罐50输入氮气；待氮气充满粉碎罐50后，启动搅拌棒51对粉碎罐50内的煤体进行粉碎。
利用压力传感器53和温度传感器54对粉碎罐50中的压力和温度进行测量，随后将采集到的测量信息传递给单片机处理器70，单片机处理器70将接收到的测量信息传递给LED显示器80并显示。
同时，光谱探测器52将探测到的信息传递给气相色谱仪60，气相色谱仪60经过分析处理得到粉碎罐50中硫化氢的体积分数，并将该体积分数通过单片机处理器70传递给LED显示器80显示出来。
根据本实用新型实施例测量硫化氢含量的计算方法为：
利用理想气体状态方程对硫化氢的含量进行计算，煤体粉碎前和粉碎后，因在同一粉碎罐50中，因此体积V是不变的。
设粉碎前充入氮气后粉碎罐50中的温度为压力值为P1，温度为T1，粉碎后粉碎罐50中压力值为P2，温度为T2，则P2V=n2RT2。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
(1)
则有：
Figure 469387DEST_PATH_IMAGE002
(2)
Figure DEST_PATH_IMAGE003
(3)
Figure 652107DEST_PATH_IMAGE004
(4)
由公式（1）～（4）可知，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中n1为粉碎前粉碎罐50中物质的量，n2为粉碎后粉碎罐50中物质的量，△n为粉碎前和粉碎后粉碎罐50中气体物质的量的变化值。
煤体粉碎后硫化氢的质量为
Figure 963003DEST_PATH_IMAGE006
，则煤体破碎后粉碎罐50中硫化氢的含量为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
g/l。
本实用新型的一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，通过硫化氢测量装置的设计，实现了对煤体中硫化氢含量的精准测量，为煤层中的硫化氢涌出量及治理提供理论依据。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于测量煤体中硫化氢含量的装置，其特征在于，包含粉碎罐；
所述粉碎罐的内部设有搅拌棒，所述粉碎罐的顶部设有进气口和出气口；
所述进气口连接氮气瓶，所述出气口连接集气罐；
所述粉碎罐的顶部还设有压力传感器、温度传感器和光谱探测器；
所述粉碎罐的上方设有单片机处理器，所述单片机处理器分别与所述压力传感器、所述温度传感器和所述光谱探测器连接；
所述光谱探测器与所述单片机处理器之间还连接有气相色谱；
所述单片机处理器连接LED显示器。
2.根据权利要求1所述的用于测量煤体中硫化氢含量的装置，其特征在于，所述进气口与所述氮气瓶之间，所述出气口与所述集气罐之间均以输气软管连接。
3.根据权利要求2所述的用于测量煤体中硫化氢含量的装置，其特征在于，所述进气口与所述氮气瓶之间的所述输气软管上设有阀门开关。
4.根据权利要求1所述的用于测量煤体中硫化氢含量的装置，其特征在于，所述粉碎罐与所述进气口、所述出气口、所述压力传感器、所述温度传感器、所述光谱探测器分别设有密封圈。
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