[發明專利]一種測試煤吸附氣體的紅外熱成像裝置

在審

• 申請號: 202010436787.1
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111579583A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 馮增朝;周動;沈永星;胡林杰;王幸
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N1/40
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

本發明涉及一種測試煤吸附氣體的紅外熱成像裝置。主要解決現有地球物理探氣方法存在的對米級以內小尺度空間中的氣體富集區難以預測的技術問題。本發明的技術方案是：其包括紅外熱成像儀、耐壓筒、透紅外玻璃窗片、底座、可調節夾持器、數字壓力表、真空泵、減壓閥、控制閥、儲氣瓶和篩孔狀隔熱墊片，所述紅外熱成像儀裝在底座的一邊，所述可調節夾持器裝在底座的另一邊，所述耐壓筒裝在可調節夾持器上端設置的夾持孔中，所述篩孔狀隔熱墊片裝在耐壓筒中，所述透紅外玻璃窗片裝在耐壓筒前端設置的窗口中，所述減壓閥的一端與耐壓筒后端的氣口連接，另一端與儲氣瓶出氣口連接，所述控制閥的一端與耐壓筒后端的氣口連接，另一端與真空泵連接。

技術領域

本發明涉及一種測試煤吸附氣體的紅外熱成像裝置，它屬于精密測試分析儀器技術領域。

背景技術

煤是天然的多孔介質，由于漫長而復雜的成煤過程，煤體的煤巖、煤質、孔隙裂隙結構具有顯著非均勻特征，這使得煤中甲烷、CO₂等氣體的富集區空間展布形態具有顯著的多尺度非均勻性。探測煤中氣體的多尺度富集特征是推動煤層瓦斯“透明化”的重要任務，對于煤層瓦斯抽采、CO₂驅替強化甲烷抽采等工程的精準高效實施及效果預測具有重要的意義。

地球物理探氣方法是目前探測煤中氣體空間展布形態的重要手段，然而這種技術手段偏重于大尺度區域，對于米級以內小尺度空間的精細化刻畫程度遠遠不足。隨著煤層瓦斯精準原位改性抽采的要求不斷提高，對小尺度空間氣體富集區預測的精細化要求越來越迫切，反映本質關系的定量化預測已成必然趨勢。經檢索，目前對于小尺度空間富集區可視化測試專用儀器相關發明尚屬空白，這為煤中氣體空間富集展布形態精準預測帶來嚴重阻礙。

發明內容

本發明的目的是解決現有地球物理探氣方法存在的對米級以內小尺度空間中的氣體富集區難以預測的技術問題，提供一種測試煤吸附氣體的紅外熱成像裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種測試煤吸附氣體的紅外熱成像裝置，其包括紅外熱成像儀、耐壓筒、透紅外玻璃窗片、底座、可調節夾持器、數字壓力表、真空泵、減壓閥、控制閥、儲氣瓶和篩孔狀隔熱墊片，所述紅外熱成像儀裝在底座的一邊，所述可調節夾持器裝在底座的另一邊，所述耐壓筒裝在可調節夾持器上端設置的夾持孔中，所述篩孔狀隔熱墊片裝在耐壓筒中，所述透紅外玻璃窗片裝在耐壓筒前端設置的窗口中，所述透紅外玻璃窗片與耐壓筒之間由高分子橡膠圈密封以保障耐壓筒在測試過程中的氣密性，所述減壓閥的一端通過管線與耐壓筒后端設置的氣口連接，另一端通過管線與儲氣瓶出氣口連接，所述控制閥的一端通過管線與耐壓筒后端設置的氣口連接，另一端通過管線與真空泵連接，所述數字壓力表裝在減壓閥與耐壓筒氣口連接的管線上。

進一步地，所述耐壓筒的內徑為22mm；所述耐壓筒的內壁設有隔熱涂層；所述耐壓筒在小于5MPa壓力下應保證氣密性良好。

進一步地，所述透紅外玻璃窗片的紅外透射率不低于90％。

進一步地，所述篩孔狀隔熱墊片的導熱系數不大于0.3W/(m·K)，塞孔總面積不小于墊片截面積的30％。

進一步地，所述隔熱涂層的材質為高硅氧纖維，所述隔熱涂層的導熱系數不大于0.3W/(m·K)。

本發明的有益效果是：

本發明采用紅外熱成像技術手段，能對薄片煤樣中甲烷、CO₂等氣體富集區域空間展布形態進行可視化測試，有助于實現米級尺度內煤中氣體富集特性的準確評價。解決了現有地球物理探氣方法存在的對米級以內小尺度空間中的氣體富集區難以預測的技術問題。與背景技術相比，具有結構簡單、操作簡易和測試精度高的優點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明測試所獲得煤中氣體空間富集展布形態圖。