CN215727998U - 一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 - Google Patents
一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215727998U CN215727998U CN202121795169.2U CN202121795169U CN215727998U CN 215727998 U CN215727998 U CN 215727998U CN 202121795169 U CN202121795169 U CN 202121795169U CN 215727998 U CN215727998 U CN 215727998U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- air
- chamber
- detection
- spontaneous combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 37
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 9
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，包括抽气箱室、冷却部分、气体检测模块、太阳能供电板和显示控制模块，抽气箱室的进气口和出气口分别设有电磁阀，且出气口通过输气管道与气体检测模块连接，冷却部分包裹在输气管道外部，气体检测模块连接有抽气泵。在测量时能够实现同一区域多点测量，抽气箱室中气体可以充分混合均匀，并使测量气体充分降温后，进入气体分析模块，保护传感器不受高温损害，降低了检测工作的人工成本与时间成本，提高了对煤区自燃气体通量检测的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤田火区自燃气体通量监测技术，尤其涉及一种多通道煤田火区自燃气体通量监测设备。
背景技术
煤田自燃不仅破坏宝贵的煤炭资源，其燃烧产生的气体对环境与人类健康也造成极大危害。为评估该燃烧对环境产生的影响以及反馈煤体的燃烧情况，测量煤田火区温室气体通量，就显得尤为重要。
目前还没有一种专门针对于煤田火区自燃气体通量的监测设备，能够自动实现同一区域多点抽气、对不同类型气体通量进行连续监测，同时保证在采集测试气体时保持抽气箱室与土地隔离，确保仪器测量的准确性，减少设备的测量误差。为后期分析该地区地下煤火发展阶段提供信息。
实用新型内容
本实用新型提供一种多通道煤田火区自燃气体通量监测设备。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：
本实用新型的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，包括抽气箱室、冷却部分、气体检测模块、太阳能供电板和显示控制模块，所述抽气箱室的进气口和出气口分别设有电磁阀，且出气口通过输气管道与所述气体检测模块连接，所述冷却部分包裹在输气管道外部，所述气体检测模块连接有抽气泵。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的多通道煤田火区自燃气体通量监测设备，在测量时能够实现同一区域多点测量，抽气箱室中气体可以充分混合均匀，并使测量气体充分降温后，进入气体分析模块，保护传感器不受高温损害，降低了检测工作的人工成本与时间成本，提高了对煤区自燃气体通量检测的准确性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备整体示意图；
图2为本实用新型实施例提供的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备的抽气箱室内部结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备的检测气室内部结构示意图。
图中：
1、一号抽气箱室；2、二号抽气箱室、3、三号抽气箱室；4、循环水冷装置；5、气体检测模块；6、抽气泵；7、显示控制单元；8、太阳能供电板；
1-1，2-1，3-1、进气口电磁阀；1-6，2-6，3-6、出气口电磁阀；
3-2、压力传感器；3-3、风扇；3-4、温度传感器；
5-1、CO2传感器；5-2、CO传感器；5-3、CH4传感器；5-4、预留传感器接口；5-5、电路主板。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本实用新型的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其较佳的具体实施方式是：
包括抽气箱室、冷却部分、气体检测模块、太阳能供电板和显示控制模块，所述抽气箱室的进气口和出气口分别设有电磁阀，且出气口通过输气管道与所述气体检测模块连接，所述冷却部分包裹在输气管道外部，所述气体检测模块连接有抽气泵。
所述抽气箱室有一个或多个，形状为以下任一种：长方体、正方体、圆柱体，在所述抽气箱室顶部装有压力传感器、温度传感器和小风扇，在所述抽气箱室底部设有伸缩式密封板。
所述抽气箱室的监测状态有静态箱室模式和动态箱室模式；
在所述静态箱室模式下，所述抽气泵出口与抽气箱室的进气口相连，保持回路密闭，避免抽气时出现负压。
在所述动态箱室模式下，所述抽气箱室进气口电磁阀打开，与大气连通，用适当流量的空气平稳的通过箱子，保证箱内不产生明显的对流。在抽气箱室工作时，所述伸缩式密封板折叠并置于箱体一侧，保持土层和气室的通路，当抽气泵要抽取逸散气体进行检测时，该密封板伸开，隔断土层与气室。
所述气体检测模块包括检测气室和检测主板，检测主板置于检测气室之中，在检测气室中安装有检测传感器。
所述冷却部分包括一个循环水箱，设有进水口和出水口，所述输气管道贯通水箱。
所述显示控制模块与气体检测模块、电磁阀和抽气泵分别电连接。
具体应用中：
所述抽气箱室可以根据不同地形选择不同形式，如长方体，正方体，圆柱体等，可以多个箱室同时检测；并根据火区燃烧状况、气体逸散浓度大小，设置选择静态箱室模式或动态箱室模式；在抽气箱室顶部装有压力传感器、温度传感器、和小风扇，在底部设有可伸缩密封板，在抽取检测气体时，隔绝抽气箱室与土地，防止土层中的气体更多的抽至箱体内，导致检测误差增大；气体通过抽气泵被抽至气体检测模块中进行检测；所述气体检测模块为一个检测气室，在气室中安装有检测传感器，可同时分析 CO2/CH4/CO等煤火燃烧气体，并通过计算得出其气体通量；所述冷却部分包裹在输气管道外部，为抽取的火区气体降温，防止气体温度过高，损坏传感器或降低其寿命；所述显示控制模块为显示计算数据，设置箱室参数以及不同的检测方式；该装置由太阳能板和电池配套为其供电。
所述抽气箱室有长方体，正方体，圆柱体等形状，例如某些地形不适合放正方体抽气箱室，可换成圆柱体抽气箱室；有些裂缝较长，可使用长方体抽气箱室将其覆盖。
所述静态箱室模式是指在气体逸散浓度较小时，可选用该模式，在该模式下，抽气泵出口与抽气箱室左侧进气口相连保持回路密闭，避免出现负压，其计算方程为：
式中：F为气体通量，M为目标气体摩尔质量，P0和T0为理想气体标准状态下压强和气温，V为目标气体标准状态下的摩尔体积，P和T为采样时箱内实际气压和气温，H为采样箱内气室高度，dc/dt为箱内目标气体浓度变化斜率。
动态箱室模式是指，当抽取检测气体时，打开抽气箱室左侧通气电磁阀，用适当流量的空气平稳地通过箱子，保证箱内不产生明显对流，出口和入口处气体流量相等，根据出口和入口处空气中目标气体浓度差计算被测土壤表面目标气体的交换通量，根据质量守恒定律，计算方程为：
式中，F为气体通量，Q为通过箱体的空气流量，ρ为被测气体的密度，c1和c2分别为入气口和出气口被测气体的浓度，A为箱口面积。
所述抽气箱室的两侧装有气路开闭电磁阀控制气路的开闭。抽气箱室内装有的温度传感器和压力传感器用来测试箱室内温度和气压，顶部的小风扇用来将逸散至抽气箱室的体混合均匀；
所述抽气箱室的底部装有可折叠密封板，在抽气箱室工作时，该密封板折叠并置于箱体左侧，保持土层和气室的通路，当气泵要抽取逸散气体进行检测时，该密封板打开，隔断土层与气室，防止土层中的气体再进入抽气气室中，造成误差增大；
所述气体检测模块包括检测气室和检测主板，检测主板置于检测气室之中，检测气室一端用细长管道连接抽气气室，另一端连接抽气泵；检测主板上有四个传感器接口，可灵活更换，任意组合安装检测传感器，实现不同的测试目的；同时多点采集并共用一套传感器，可节约成本，易于检测；
所述冷却部分主要为一个循环水箱，左下角为进水口，右上角为出水口，通管路贯通水箱，当气体经过时，与水发生对流换热，降低气体温度，保护传感器不受损坏；
所述的显示与控制模块其特征在于显示计算数据，设置基础参数，保存数据，并根据不同的模式，控制抽气泵以及气路电磁阀的开合。
具体实施例：
如图1至图3所示，使用前对设备进行调整，检查各部分仪器是否工作正常；根据不同的火区测试地形，选取不同类型的抽气箱室，置于监测地点，做好密封；(如检测较长裂缝区的气体通量时，可以选择长方体箱室，将裂隙覆盖进行检测)三个抽气箱室通过管路与5气体检测模块的检测气室相连，管路上装有4循环水冷装置，降低检测气体温度；在5气体检测模块的检测气室的另一端连接抽气泵，在检测气室的上部装有气体浓度传感器，与显示控制模块相连；整个设备由太阳能板与电池配合供电。
初始条件下，使所有电磁阀关闭，各通道保持密闭状态。经过一个测量时间之后，显示控制设备控制1-5密封板打开，将抽气箱室与地表隔绝，防止再有气体逸散进抽气箱室内，密闭好之后打开6抽气泵和1-6电磁阀，将一号抽气箱室中由地表逸散出来的气体以一定速度抽取至5气体检测模块中，由安装好的气体浓度传感器测量各个组分气体浓度，结合一号箱室内温度传感器与压力传感器所测值，计算出一号抽气箱室在第一个时间段内各个气体逸散通量，并传输至7显示控制模块储存。一号抽气箱室测量完成之后，关闭 1-5密封板，使一号气室与地表连通。关闭1-5电磁阀。同时打开检测气室的通气电磁阀，将5气室中一号抽气箱室的气体抽尽，关闭检测气室的通气电磁阀。打开2-5密封板，隔离二号抽气箱室与地表(功能与1-5密封板相同，防止再有气体逸散进抽气箱室内)，密闭之后，打开2-6电磁阀，将二号抽气箱室中的气体抽至5气体检测模块中进行检测，流程与一号相同，将数据传输至10显示控制模块储存。关闭2-5密封板，关闭2-6电磁阀，使二号抽气箱室正常工作。打开检测气室的通气电磁阀，排空在检测气室中残留的二号箱气体。关闭检测气室的通气电磁阀，打开3-5密封板和3-6电磁阀，使三号抽气箱体与5气体检测模块连通，将三号抽气箱室内气体抽至5气体检测模块进行检测，行记录。关闭3-5密封板，关闭3-6电磁阀，使三号抽气箱室正常工作。最后排空检测气室中三号箱室的气体。此流程为一个工作周期，循环往复，检测这三个箱室中的气体通量变化情况并记录与显示。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，包括抽气箱室、冷却部分、气体检测模块、太阳能供电板和显示控制模块，所述抽气箱室的进气口和出气口分别设有电磁阀，且出气口通过输气管道与所述气体检测模块连接，所述冷却部分包裹在输气管道外部，所述气体检测模块连接有抽气泵。
2.根据权利要求1所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，所述抽气箱室有一个或多个，形状为以下任一种：长方体、正方体、圆柱体，在所述抽气箱室顶部装有压力传感器、温度传感器和小风扇，在所述抽气箱室底部设有伸缩式密封板。
3.根据权利要求2所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，所述抽气箱室的监测状态有静态箱室模式和动态箱室模式；
在所述静态箱室模式下，所述抽气泵出口与抽气箱室的进气口相连，保持回路密闭；
在所述动态箱室模式下，所述抽气箱室进气口电磁阀打开，与大气连通。
4.根据权利要求3所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，在抽气箱室工作时，所述伸缩式密封板折叠并置于箱体一侧，保持土层和气室的通路，当抽气泵要抽取逸散气体进行检测时，该密封板伸开，隔断土层与气室。
5.根据权利要求4所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，所述气体检测模块包括检测气室和检测主板，检测主板置于检测气室之中，在检查气室中安装有检测传感器。
6.根据权利要求5所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，所述冷却部分包括一个循环水箱，设有进水口和出水口，所述输气管道贯通水箱。
7.根据权利要求1至6任一项所述的多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备，其特征在于，所述显示控制模块与气体检测模块、电磁阀和抽气泵分别电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121795169.2U CN215727998U (zh) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | 一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121795169.2U CN215727998U (zh) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | 一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215727998U true CN215727998U (zh) | 2022-02-01 |
Family
ID=79992091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202121795169.2U Active CN215727998U (zh) | 2021-08-03 | 2021-08-03 | 一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215727998U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295813A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤田火区多区域同步监测气体通量的装置及方法 |
| CN114324826A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤田火区空-土垂直气体通量的监测系统及监测方法 |
| CN116990089A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-03 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法 |
-
2021
- 2021-08-03 CN CN202121795169.2U patent/CN215727998U/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114295813A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-08 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤田火区多区域同步监测气体通量的装置及方法 |
| CN114324826A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤田火区空-土垂直气体通量的监测系统及监测方法 |
| CN114324826B (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种煤田火区空-土垂直气体通量的监测系统及监测方法 |
| CN116990089A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-03 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法 |
| CN116990089B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-03-12 | 珠海深圳清华大学研究院创新中心 | 一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN215727998U (zh) | 一种多通道煤田火区自燃气体通量自动监测设备 | |
| CN202547943U (zh) | 发动机低压模拟测试平台 | |
| CN109030318B (zh) | 一种压力室结构和渗透率测试系统 | |
| CN108320649A (zh) | 具有顶部开口的受限空间火灾实验模拟装置 | |
| CN106198117B (zh) | 气体参数的原位测定装置及测定方法 | |
| CN104269195A (zh) | 模拟核电安全壳基准事故工况的实验系统及其实现方法 | |
| CN107084883A (zh) | 高压低温冻土压力加载系统 | |
| CN101975661B (zh) | 发动机热平衡性能高海拔模拟试验台 | |
| CN104049074A (zh) | 一种污泥干化过程中污泥含水量的估算方法与装置 | |
| CN112485295A (zh) | 油浸式变压器外部热源耐火性能综合测试平台 | |
| CN103196800B (zh) | 结构面导水系数确定方法与试验装置 | |
| CN111239363A (zh) | 一种土壤呼吸监测装置及监测方法 | |
| CN207074804U (zh) | 一种保持低温的电气箱 | |
| CN208706130U (zh) | 具有顶部开口的受限空间火灾实验模拟装置 | |
| US3142983A (en) | Heat transfer test device | |
| CN109975179B (zh) | 一种燃料棒破损时裂变气体扩散形态试验装置及方法 | |
| CN106680417A (zh) | 一种快速检测煤质灰分和热值的装置及方法 | |
| CN106568800B (zh) | 一种检测板材缓释规律的方法和装置 | |
| CN206862708U (zh) | 发动机高原模拟系统排放取样测试设备 | |
| CN107976289A (zh) | 一种组装治具及组装测漏系统 | |
| CN107764576A (zh) | 一种风冷效果测试平台 | |
| CN106323557A (zh) | 低温环境下承压零部件密封性检测方法和检测装置 | |
| CN209014541U (zh) | 火灾回燃预警系统 | |
| CN110231459B (zh) | 一种土壤排放气体同位素的检测装置 | |
| CN207231765U (zh) | 滑油热交换器测试台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |