[發明專利]一種束管紅外在線數據處理與控制裝置及方法

無效

• 申請號: 201210040660.3
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102608028A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 鄭偉
• 申請（專利權）人: 淄博立偉自動化監控設備有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于檢測礦井內氣體技術領域，具體涉及一種束管檢測用數據處理與控制裝置及方法。

背景技術

近年來，隨著礦井安全防范意識的增強，火災自燃束管監測系統已逐漸廣泛的應用于煤炭行業，其工作原理是通過束管把井下各監測點的樣品氣抽取到檢測室，在管理工作站的控制下，通過控制柜自動切換氣路，對樣品氣進行檢測，通過氣體變化趨勢圖、三角爆炸分析原理分析可能的自燃爆炸危險程度，實現對井下火災自燃、爆炸的預警，避免事故發生。

目前，火災自燃束管監測系統中主要采用色譜儀作為檢測設備，而色譜儀的工作模式為：樣品氣體進入色譜儀后在載氣的輸送下，經過色譜柱的作用后改變所檢測氣體的流速，從而起到分離的作用，然后經熱導或氫焰檢測器轉換為電信號傳遞給采集卡，并由采集卡將關于各氣體濃度的信號轉換成數字信號后傳送給管理工作站，由此可見，色譜儀的檢測、處理過程比較復雜，速度較慢，一路樣品氣的分析時長一般為10-15分鐘，檢測周期長；并且色譜儀在連續工作的情況下，極容易發熱，加快了色譜柱的老化速度，鑒于此，色譜儀不能長時間連續在線運行。

然而，瓦斯氣體是煤礦安全生產最具威脅的隱患因素之一，瓦斯與氧氣的混合比例達到一定比例就有自燃、爆炸的危險，所以連續、快速、準確的監測其濃度比例是煤礦所需要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種束管紅外在線數據處理與控制裝置及方法，能夠連續、快速的監測礦井內各監測點的瓦斯氣體濃度。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：設計一種束管紅外在線數據處理與控制裝置，其特征在于：包括氣體紅外檢測儀，氣體紅外檢測儀中設有氧氣紅外檢測元件、一氧化碳紅外檢測元件、二氧化碳紅外檢測元件、甲烷紅外檢測元件以及CPU單元，氧氣紅外檢測元件、一氧化碳紅外檢測元件、二氧化碳紅外檢測元件和甲烷紅外檢測元件通過模數轉換模塊電聯接CPU單元。

優選的，氧氣紅外檢測元件、一氧化碳紅外檢測元件、二氧化碳紅外檢測元件和甲烷紅外檢測元件與模數轉換模塊之間設置模擬信號通道切換器，模數轉換模塊中設有一路轉換通道，CPU單元控制聯接模擬信號通道切換器。

優選的，還包括管理工作站，氣體紅外檢測儀內增設串行通訊卡，串行通訊卡包括串口以及與串口相聯的外圍通訊電路，外圍通訊電路與CPU單元電聯接，串口電聯接管理工作站。

優選的，還包括控制柜，控制柜內安裝有第一氣體分配器和第二氣體分配器，第一氣體分配器的總入口聯通抽氣泵、各分出口上均設置兩位三通電磁閥，兩位三通電磁閥的分支輸出口一一對應聯接第二氣體分配器的分入口，第二氣體分配器的總出口經微型氣泵連通氣體紅外檢測儀的輸入口，各兩位三通電磁閥交替開啟，同一時間第一氣體分配器中只有一個分出口與氣體紅外檢測儀的輸入口相通。

優選的，控制柜內還設置串行通訊板，管理工作站通過通訊線聯接串行通訊板，串行通訊板并行電信號控制繼電器驅動板，繼電器驅動板控制聯接兩位三通電磁閥和抽氣泵。

優選的，控制柜的機殼上設置有通訊線的轉接件，轉接件分別聯接管理工作站和串行通訊板。

優選的，微型氣泵與氣體紅外檢測儀之間串設穩壓閥和過濾器。

本發明還提供了一種束管紅外在線數據處理與控制方法，包括以下步驟：

步驟一：抽氣；

開啟抽氣泵工作30-45分鐘，將原來存留在束管中的氣體排出，抽入礦井內各監測點的氣體，開始控制某一兩位三通電磁閥工作，保證同一時間第一氣體分配器中只有一個分出口與氣體紅外檢測儀的輸入口相通；

管理工作站進入延時狀態，采集的樣品氣體進入氣體紅外檢測儀，待此路樣品氣將氣體紅外檢測儀中的氣體吹出；

步驟二：檢測；

待管理工作站的延時狀態結束，氧氣紅外檢測元件、一氧化碳紅外檢測元件、二氧化碳紅外檢測元件和甲烷紅外檢測元件開始一一對應將樣品氣中氧氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的濃度轉換為電信號，電信號經模擬信號通道切換器依次切換，A/D轉換后傳給CPU單元，CPU單元上傳至管理工作站；

步驟三：結果顯示與保存；

管理工作站根據檢測結果繪制氣體濃度變化趨勢圖，并顯示與保存，完成一路束管監測。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：