[發(fā)明專(zhuān)利]一種可精確定位的紅外甲烷測(cè)量裝置及測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910295661.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109900656A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛亮;母小琳;黃龍;胡澤;韋國(guó)暉;石明江;賴欣;楊青;鄧魁;陳旭陽(yáng);李莉;唐澤江;王博雅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/3504
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/3504;G01N21/39
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種可精確定位的紅外甲烷測(cè)量裝置及測(cè)量方法，包括主控制器、分布式反饋激光器、伸縮結(jié)構(gòu)、擋板、防爆外殼和系統(tǒng)電源，所述主控制器通過(guò)串口分別與調(diào)制信號(hào)發(fā)生電路、激光器溫度控制電路、第一無(wú)線通信模塊和顯示器連接；所述分布式反饋激光器中封裝有激光二極管、NTC熱敏電阻、半導(dǎo)體制冷器和光電二極管，激光二極管與調(diào)制信號(hào)發(fā)生電路連接，NTC熱敏電阻和半導(dǎo)體制冷器分別與激光器溫度控制電路連接；所述擋板中依次設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換電路、諧波檢測(cè)電路、協(xié)控制器和第二無(wú)線通信模塊，協(xié)控制器通過(guò)串口分別與光電轉(zhuǎn)換電路、諧波檢測(cè)電路和第二無(wú)線通信模塊連接，光電轉(zhuǎn)換電路和諧波檢測(cè)電路連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到氣體檢測(cè)分析領(lǐng)域，尤其涉及到一種可精確定位的紅外甲烷測(cè)量裝置及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

隨著石油、天然氣、煤礦等工業(yè)的快速發(fā)展以及天然氣在我國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)中占比的逐漸提高，因天然氣開(kāi)采、運(yùn)輸和使用所產(chǎn)生的傷亡事故也不斷增多。天然氣的主要成分是甲烷，俗稱(chēng)瓦斯。當(dāng)空氣中甲烷含量達(dá)到25％-30％時(shí)會(huì)引起頭痛、頭暈、乏力、呼吸心跳加速等不良反應(yīng)，若不及時(shí)離開(kāi)會(huì)使人窒息，嚴(yán)重了甚至?xí)＜吧６?dāng)甲烷濃度在5％-16％之間時(shí)，遇明火會(huì)產(chǎn)生爆炸，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)有40％礦難是由瓦斯爆炸引起的，而瓦斯爆炸造成的死亡人數(shù)占我國(guó)礦難全部死亡人數(shù)的70％以上。同時(shí)，甲烷也是一種溫室氣體，而且是引起溫室效應(yīng)的最主要?dú)怏w之一。因此，對(duì)甲烷氣體進(jìn)行檢測(cè)對(duì)人身安全、工礦安全運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等都有著及其重要的作用。

甲烷氣體濃度檢測(cè)的目的主要有以下三個(gè)方面：(1)用于防火防爆。在煤礦、油田、化工廠等存在甲烷氣體的場(chǎng)所，為了避免甲烷氣體泄漏引起燃爆事故，需要對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)檢測(cè)設(shè)備的可靠性要求非常高，傳統(tǒng)的甲烷檢測(cè)儀器并不能滿足需要。(2)用于環(huán)境保護(hù)。近些年環(huán)保問(wèn)題成為人們關(guān)注較多的問(wèn)題，溫室效應(yīng)尤為突出。甲烷作為最主要的溫室氣體之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)其實(shí)時(shí)、大范圍的監(jiān)控，對(duì)分析溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因及有針對(duì)性地治理溫室效應(yīng)都非常有幫助。(3)用于家庭生活。家用燃?xì)庵械奶烊粴狻⒐艿烂簹庵卸己屑淄闅怏w，燃?xì)庑孤?huì)對(duì)人身安全和財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生重大威脅，因此實(shí)時(shí)、小型化的家用甲烷監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)也是非常重要的。

目前常用的氣體檢測(cè)方法有催化燃燒法、半導(dǎo)體氣敏法、熱導(dǎo)效應(yīng)法、紅外吸收光譜法和氣相色譜法等，先對(duì)其的不足之處進(jìn)行說(shuō)明：催化燃燒法受環(huán)境的影響較大，溫度、濕度等因素會(huì)引起零點(diǎn)漂移，在礦井中的實(shí)際操作困難較大，此外，傳感器自身可能成為爆炸源，具有安全隱患，元件也會(huì)產(chǎn)生“中毒”現(xiàn)象而不能使用；半導(dǎo)體氣敏法需要摻雜貴金屬Pd和Pt來(lái)提高檢測(cè)靈敏度，會(huì)造成工作溫度高、穩(wěn)定性和一致性較差等不利影響，難以應(yīng)用在實(shí)際中；熱導(dǎo)效應(yīng)法主要用于氣體純度的檢測(cè)，存在檢測(cè)靈敏度低、檢測(cè)誤差大、溫度漂移大等缺點(diǎn)，不適合應(yīng)用于甲烷濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)；紅外吸收光譜具有精度高、選擇性好、無(wú)零點(diǎn)漂移和中毒現(xiàn)象發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)氣體檢測(cè)的主要研究方向，目前國(guó)外已有多家公司研制成功了用于礦井下瓦斯檢測(cè)的基于紅外吸收光譜原理的檢測(cè)設(shè)備，但是國(guó)內(nèi)尚未研制出同類(lèi)產(chǎn)品；氣相色譜法分離速度快、測(cè)量范圍廣泛，用來(lái)檢測(cè)甲烷可以達(dá)到較高的靈敏度，但是儀器體積大，不方便移動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種可精確定位的紅外甲烷測(cè)量裝置及測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可精確定位的紅外甲烷測(cè)量裝置及測(cè)量方法。