[實用新型]煤礦井粉塵、甲烷、濕度環(huán)境球型模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821902714.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN209198425U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李哲昀;李青
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G05D27/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本實用新型公開了一種煤礦井粉塵、甲烷、濕度環(huán)境球型模擬裝置。通過氣溶膠發(fā)生器發(fā)生的小顆粒來模擬粉塵，再通入甲烷和濕度氣來模擬瓦斯和濕度環(huán)境，通過內(nèi)置的風(fēng)扇攪拌均勻，使球艙內(nèi)各處的粉塵濃度基本保持一致；通過內(nèi)置的傳感器將粉塵濃度、甲烷濃度、濕度參數(shù)等傳給STM32單片機，再由單片機將得到的艙體內(nèi)環(huán)境參數(shù)傳給PC機上顯示并控制球艙里面的粉塵濃度、甲烷濃度、濕度。本實用新型產(chǎn)生粉塵、甲烷、濕度混合的環(huán)境，實現(xiàn)了粉塵、甲烷、濕度的耦合，模擬了礦井中的實際情況，為礦井下用的粉塵測量儀、甲烷測量儀在實際使用中的測量準確性提供檢驗、校驗的平臺。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及了一種煤礦井下的模擬裝置，尤其是涉及了一種煤礦井下粉塵、甲烷、濕度環(huán)境球型模擬裝置。

背景技術(shù)

煤礦井下在生產(chǎn)作業(yè)過程中會產(chǎn)生大量的礦塵也稱為粉塵，這些粉塵是構(gòu)成爆炸隱患、成為作業(yè)人員職業(yè)病和生產(chǎn)環(huán)境惡化之源。此外，煤礦瓦斯事故也是煤礦事故中傷亡人數(shù)最多的事故，所以粉塵和甲烷的檢測是井下環(huán)境檢測的重要一環(huán)。然而目前煤礦井下粉塵濃度和甲烷濃度的檢測技術(shù)相對落后，且空間狹小環(huán)境復(fù)雜濕度大，難以將貴重精確的儀器放入井下長時間測量，目前井下大多采用光散射法的手持式粉塵檢測儀及催化燃燒法和光學(xué)方法的甲烷檢測儀，雖然這些儀器很多都把自己的精度寫得很高，但現(xiàn)場實測誤差非常大，遠遠高于他們標注的誤差。除去儀器本身構(gòu)造和技術(shù)的缺陷，更重要的問題則是煤礦井下這種惡劣的環(huán)境會干擾粉塵和甲烷儀器的測量準確性，特別是較高的濕度、懸浮在空中的小液滴，嚴重影響測塵儀器和甲烷測量儀器的準確性。而很多儀器本身都不能自動去除這些干擾因素的影響，所以目前有很多測塵儀器和甲烷報警檢測儀在實際煤礦井下工作時問題重重，測量準確難以保證，從而影響對礦井作業(yè)環(huán)境安全的判斷，存在工作場所環(huán)境安全誤判的可能。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種煤礦井下粉塵、甲烷、濕度環(huán)境球型模擬裝置，可穩(wěn)定發(fā)生均勻的粉塵濃度、甲烷濃度和濕度進行實驗?zāi)M瓦斯和濕度環(huán)境，為井下用于粉塵和甲烷檢測的儀器提供一個檢驗和校準裝置，以及對井下影響粉塵和甲烷測量的環(huán)境干擾因素的研究。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

本實用新型采用一個透明、內(nèi)壁光滑的球艙作為模擬的發(fā)生場所，所述的球艙采用亞克力材料制成。球艙內(nèi)部裝有一個風(fēng)扇，風(fēng)扇位于球艙的中心軸上，風(fēng)扇吹風(fēng)端朝上；球艙頂部開有進氣孔，進氣孔連接有喇叭狀進氣通道，喇叭狀進氣通道連接氣溶膠發(fā)生器，通過氣溶膠發(fā)生器經(jīng)過喇叭狀進氣通道產(chǎn)生0.7至15μm粒徑范圍的顆粒注入球艙中來模擬粉塵；球艙頂部設(shè)有用于氮氣和甲烷分別進氣的進口，純氮氣和甲烷標準氣均經(jīng)各自的氣體質(zhì)量流量控制器從各自的進口通入到球艙內(nèi)，氮氣經(jīng)氣體質(zhì)量流量控制器后再經(jīng)純水加濕處理后通入到球艙內(nèi)；球艙底部開有出氣孔，出氣孔連接外部容器，在粉塵、氮氣和甲烷通入球艙的同時從出氣孔排出氣體形成循環(huán)；球艙表面開設(shè)多個均布的用于安裝傳感器的采樣孔。

所述的風(fēng)扇安裝在風(fēng)扇架上，風(fēng)扇架底部通過金屬細桿安裝，金屬細桿底端穿出球艙底部后固定于球艙外的支座上，通過金屬細桿上下移動調(diào)整風(fēng)扇的安裝高度位置。

所述的氣溶膠發(fā)生器產(chǎn)生帶有顆粒物的氣流從球艙頂部的喇叭狀進氣通道豎直通入，喇叭狀進氣通道的大端連接氣溶膠發(fā)生器，小端連接球艙頂部的進氣孔。

所述的氣溶膠發(fā)生器采用振動孔式單分散性氣溶膠發(fā)生器。

所述的氮氣經(jīng)加濕裝置通入到球艙內(nèi)，加濕裝置包括氣體質(zhì)量流量控制器和裝有純水的容器，干凈、潔凈的氮氣通入到氣體質(zhì)量流量控制器的入口，氣體質(zhì)量流量控制器的出口經(jīng)管道通入到裝有純水的容器內(nèi)的水面下，裝有純水的容器中水面上的容器壁開有出氣口，出氣口輸出90％RH濕度的氮氣通入到球艙頂部內(nèi)。

所述的傳感器包括有粉塵測量儀、甲烷濃度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和風(fēng)速傳感器，粉塵測量儀包括粒徑譜傳感器和粉塵濃度傳感器。

所述的氣體質(zhì)量流量控制器采用CS-200數(shù)字式流量控制器。