[發(fā)明專利]一種含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711430911.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108169004B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慶賀;楊科;馬芹永;薛俊華;段昌瑞;楊曉峰;竇禮同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包括萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、含瓦斯煤體加載罐、煤體試件、紅外熱像儀和信息采集裝置，所述含瓦斯煤體加載罐和紅外攝像儀均設(shè)置在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，將煤體試件放置在含瓦斯煤體加載罐內(nèi)進(jìn)行吸附和加載，所述紅外攝像儀用于采集煤體試件在加載條件下的溫度場(chǎng)信息，并將采集的溫度場(chǎng)信息傳輸?shù)叫畔⒉杉b置，所述信息采集裝置用于記錄和存儲(chǔ)煤體試件在加載條件下的溫度場(chǎng)信息；所述的煤體試件是由煤體加工而成的正方體試件；

所述含瓦斯煤體加載罐包括罐體、罐蓋、加壓頭和紅外鏡頭，所述罐體通過(guò)支撐座固定在檢測(cè)平臺(tái)上；所述罐蓋通過(guò)螺栓固定在罐體上端，所述罐蓋中部設(shè)置有一通孔，所述加壓頭的一端設(shè)置在罐體內(nèi)，另一端穿過(guò)罐蓋上的通孔延伸到罐體外，所述罐體與紅外攝像儀的鏡頭正對(duì)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有圓形通孔，該圓形通孔內(nèi)設(shè)置有紅外鏡頭，紅外熱像儀通過(guò)紅外鏡頭對(duì)罐體內(nèi)的煤體試件進(jìn)行輻射溫度場(chǎng)的測(cè)量；所述罐體的另一側(cè)下端設(shè)置有瓦斯充填通道，所述瓦斯充填通道通過(guò)高壓管路與高壓瓦斯罐連接；所述紅外鏡頭由鋁合金可旋轉(zhuǎn)法蘭和鑲接在法蘭上的光學(xué)晶體鏡片組成；所述光學(xué)晶體鏡片為采用單晶熔體法、氣相法、溶液法和固相再結(jié)晶制備及多層增透技術(shù)制成的晶體鏡片；

所述紅外熱像儀定位裝置包括兩個(gè)滑桿、滑塊和托舉桿，兩個(gè)滑桿沿橫向平行布置，且位于含瓦斯煤體加載罐后方，所述滑桿通過(guò)套環(huán)固定在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，且滑桿上設(shè)置有刻度，所述滑塊設(shè)置在兩個(gè)滑桿上，所述滑塊上設(shè)置有兩個(gè)托舉桿，所述紅外熱像儀固定設(shè)置在兩個(gè)托舉桿上，所述滑塊與所述托舉桿通過(guò)螺栓連接，實(shí)現(xiàn)托舉桿的高低調(diào)節(jié)；

還包括煤體瓦斯吸附試驗(yàn)系統(tǒng)，所述煤體瓦斯吸附試驗(yàn)系統(tǒng)包括瓦斯供給裝置和抽真空裝置，所述瓦斯供給裝置包括高壓瓦斯罐和瓦斯氣瓶，高壓瓦斯罐的入氣端和瓦斯氣瓶之間通過(guò)高壓管路連通；高壓瓦斯罐的出氣端通過(guò)高壓管路與含瓦斯煤體加載罐連接；所述高壓瓦斯罐和與瓦斯氣瓶之間的高壓管路上沿瓦斯流通方向依次串聯(lián)設(shè)有減壓閥、壓力變送器、三通閥門(mén)和控制閥門(mén)；所述抽真空裝置包括真空泵和真空表，所述真空泵通過(guò)高壓管路與三通閥門(mén)連通；真空表設(shè)置在高壓管路與三通閥門(mén)連接的高壓管路上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述信息采集裝置采用計(jì)算機(jī)或便攜式筆記本電腦。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述罐體和罐蓋分別采用高壓非金屬材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述罐體的頂部設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)嵌設(shè)有密封圈。

5.一種采用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)的觀測(cè)方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)將待測(cè)煤體加工成正方體形狀的煤體試件，將煤體試件放置在含瓦斯煤體加載罐內(nèi)；

(2)通過(guò)煤體瓦斯吸附試驗(yàn)系統(tǒng)向含瓦斯煤體加載罐內(nèi)輸送瓦斯；

(3)開(kāi)啟紅外攝像儀和信息采集裝置，并調(diào)整紅外攝像儀的位置，使煤體試件的探測(cè)表面能在紅外熱像儀中完整呈現(xiàn)；

(4)開(kāi)啟萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，在外荷加載條件下，將含瓦斯的煤體試件變形破壞；

(5)信息采集裝置記錄、存儲(chǔ)整個(gè)過(guò)程中含瓦斯煤體試件的溫度場(chǎng)信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用含瓦斯煤破壞過(guò)程中輻射溫度場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)的觀測(cè)方法，其特征是，所述步驟(2)中，將瓦斯壓力設(shè)定為真實(shí)地層中的瓦斯壓力值，持續(xù)時(shí)間48h。