[實用新型]一種礦井氣體智能檢測儀

有效

• 申請號: 201720053224.8
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN206369693U
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 黃俊杰;秦亞光;吳瓊;王杰
• 申請（專利權）人: 長沙德克塔信息科技有限公司
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 付登云

技術領域

本實用新型屬于礦井氣體檢測領域，具體涉及一種礦井氣體智能檢測儀。

背景技術

礦井中的有害氣體包括甲烷、一氧化碳等，直接威脅著礦井安全生產和礦工生命安全，對于礦井氣體，礦業企業都會通過相關的檢測裝置進行檢測。

目前，現有技術的礦井氣體檢測儀有很多種，其中，光干涉式氣體檢測儀是我國煤礦井中普遍使用的一種測定有害氣體濃度的便攜式儀器。其原理是光通過氣體介質的折射率與氣體的密度相關，當空氣中的有害氣體(如甲烷)增多時，含有有害氣體的空氣密度會變化，光通過時會引起折射率的變化，相對于沒有有害氣體的空氣，光分別通過沒有有害氣體的空氣和含有有害氣體的空氣時，光程也就隨之發生變化，于是干涉條紋產生位移。由于干涉條紋的位移量與甲烷濃度成正比例關系，所以根據干涉條紋的位移量就可以測得甲烷的濃度。現有技術大多是依靠人從目鏡進行觀察，測得甲烷濃度。

但是手動人工檢測方式是只是一種抽檢的方式，不能實現實時檢測。而有害氣體的進入礦井中的風險卻是時刻存在的，因而需要一種實時檢測礦井中有害氣體的智能儀器，目前現有技術也提供了相關的有害氣體實時智能檢測的方案，如申請號為：CN200920064244.0，名稱為：一種光數一體雙模式礦井氣體智能檢測儀的實用新型專利，其利用CCD作為接收檢測光的器件，但是其需要外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道，而這外加電壓通常需要12V以上才能有效地傳輸電荷，因此CCD還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度，因此CCD的取像系統除了要有外加高驅動電壓外，其外設電路也會消耗相當大的功率。上述利用CCD取像存在需要外加電源、功耗大的問題，導致制成的有害氣體的智能檢測儀器在便攜性、持續工作時間方面存在不足。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種礦井氣體智能檢測儀，使本實用新型實現低功耗，進而進一步提高本實用新型的便攜性。

為實現以上目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種礦井氣體智能檢測儀，包括光路系統，所述光路系統包括光源、聚光鏡、平面鏡、氣室、等腰直角折光棱鏡和等腰直角反射棱鏡，所述平面鏡的背面、所述等腰直角折光棱鏡的兩個直角面和所述等腰直角反射棱鏡的斜面均設有反射膜；

所述光源的光路上依次設置所述聚光鏡和所述平面鏡，所述聚光鏡與所述光源同光軸設置，所述平面鏡與所述光源的光軸之間的夾角為45°；所述光源發出的光經所述聚光鏡匯聚后形成匯聚光入射到所述平面鏡上，所述平面鏡對所述匯聚光進行反射和折射，所述匯聚光的反射光和折射光均入射到所述等腰直角折光棱鏡上，其中，所述匯聚光的反射光和折射光均與所述等腰直角折光棱鏡的斜面垂直；

所述氣室設置在所述平面鏡和所述等腰直角折光棱鏡的之間的光路上，所述氣室兩端分別設有互相平行的第一平光透鏡和第二平光透鏡，所述第二平光透鏡與所述等腰直角折光棱鏡的斜面互相平行，所述氣室具有依次設置的第一氣室、第二氣室和第三氣室，其中，所述匯聚光的反射光，穿過所述第一氣室后入射到所述等腰直角折光棱鏡，經所述等腰直角折光棱鏡折光，穿過所述第三氣室后入射到所述平面鏡；所述匯聚光的折射光，穿過所述第二氣室后入射到所述等腰直角折光棱鏡，經所述等腰直角折光棱鏡折光，穿過所述第二氣室后入射到所述平面鏡；

所述平面鏡將所述等腰直角折光棱鏡產生的折光反射和折射到所述等腰直角反射棱鏡，其中，所述等腰直角反射棱鏡的任一直角面垂直于所述光源的光軸設置；

所述礦井氣體智能檢測儀還包括檢測系統，所述檢測系統包括增透濾光鏡、彩色面陣CMOS傳感器、CMOS驅動模塊、信號放大濾波模塊、A/D轉換模塊、DSP圖像處理器、ARM處理器、電源模塊、存儲模塊、顯示屏，其中，所述增透濾光鏡和所述彩色面陣CMOS傳感器依次設置在所述等腰直角反射棱鏡的反射光路上，所述彩色面陣CMOS傳感器分別與所述信號放大濾波模塊和所述CMOS驅動模塊電連接，所述信號放大濾波模塊與所述A/D轉換模塊電連接，所述A/D轉換模塊與所述DSP圖像處理器電連接，所述DSP圖像處理器、所述CMOS驅動模塊、所述存儲模塊和所述顯示屏分別與所述ARM處理器電連接，所述ARM處理器和所述光源分別與所述電源模塊電連接。

進一步地，所述第一氣室和所述第三氣室分別為空氣室，所述第二氣室為有害氣體室。

進一步地，所述光源為發光二極管。

進一步地，所述檢測系統還包括溫度傳感器、濕度傳感器和氣壓傳感器，所述溫度傳感器、所述濕度傳感器和所述氣壓傳感器分別與所述ARM處理器電連接。