[發明專利]一種具有防爆性能的擴散式光譜吸收甲烷探頭

在審

• 申請號: 202010731368.0
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111707640A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 李軍;于慶;孫世嶺;樊榮;張書林;郭清華;莫志剛;茍怡;劉芬;王堯;趙慶川;周德勝;李濤;柏思忠;饒興鑫;黃倩;羅前剛
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/27;G01N21/01
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明屬于氣體傳感器技術領域，涉及一種具有防爆性能的擴散式光譜吸收甲烷探頭，包括探頭防爆外殼，該探頭防爆外殼的一端連接有配套隔爆箱，另一端設置為封閉端且在該探頭防爆外殼內裝配有甲烷探測氣室；探頭防爆外殼的封閉端上開設有若干個與甲烷探測氣室連通的氣體擴散孔；探頭防爆外殼內還填充有絕緣防爆材料。本發明整體操作、裝配簡單，結構強度高，特別適用于煤礦等沖擊振動、跌落、潮濕等具有防爆要求場所配套使用。

技術領域

本發明屬于氣體傳感器技術領域，涉及一種具有防爆性能的擴散式光譜吸收甲烷探頭。

背景技術

近年，隨著對環境安全的要求日益高漲，各種氣體檢測技術層出不窮，其中紅外光吸收技術以其探測范圍大，精度高，壽命長等優良的特性而成為研究熱點。

光學式氣體傳感器包括紅外吸收型、光譜吸收型、熒光型、光纖化學材料型等，主要以紅外吸收型氣體分析儀為主，由于不同氣體的紅外吸收峰不同，通過測量和分析紅外吸收峰來檢測氣體。光學式氣體傳感器具有高抗振能力和抗污染能力，與計算機相結合，能連續測試分析氣體，具有自動校正、自動運行的功能，精度高，反應快，同時因為它的結構關系一般造價高，主要應用于石油、采礦、半導體工業等工礦企業以及家庭中環境檢測和控制。

國內外基于可調諧激光吸收光譜(TDLAS)技術甲烷氣體傳感一直是研究的熱點。近幾年隨著礦用甲烷傳感器推廣量大，要求產品集成度高，功耗低，成本低是未來趨勢，近年來，各種小型化的激光甲烷傳感探頭不斷被研發和生產，并被使用到煤炭，智慧城市等有可能出現瓦斯突出或天然氣泄露爆炸性環境的領域。這些小型化的激光甲烷傳感探頭在一定程度上有效地減少探頭的體積，但是均采用多部件集成，是應用中探頭未實現光電分離，大多產品設計由于設備非防爆、浸水、高溫高濕高粉塵等造成探頭損壞，維修成本高，制約了大面積批量應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有防爆性能的擴散式光譜吸收甲烷探頭，整體操作、裝配簡單，結構強度高，特別適用于煤礦等沖擊振動、跌落、潮濕等具有防爆要求場所配套使用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種具有防爆性能的擴散式光譜吸收甲烷探頭，包括探頭防爆外殼，該探頭防爆外殼的一端連接有配套隔爆箱，另一端設置為封閉端且在該探頭防爆外殼內裝配有甲烷探測氣室；

探頭防爆外殼的封閉端上開設有若干個與甲烷探測氣室連通的氣體擴散孔；探頭防爆外殼內還填充有絕緣防爆材料。

可選的，甲烷探測氣室包括用于連接激光器的光纖準直器，與該光纖準直器配合使用的第一反射面、第二反射面以及光電探測器；

甲烷探測氣室還包括溫度壓力補償芯片，該溫度壓力補償芯片與光電探測器均連接有探頭主板。

可選的，第一反射面與第二反射面為研磨拋光后鍍金處理，鍍金層厚度為 0.003～0.005mm，第一反射面與第二反射面的拋光鍍金面90°互相垂直。

可選的，光纖準直器與第一反射面呈45°設置，其遠離第一反射面的一端連接有用于連通激光器的激光器連接法蘭。

可選的，光電探測器上還設有聚焦透鏡。

可選的，探頭主板上還設置有探頭主板連接排線。

可選的，甲烷探測氣室在靠近探頭防爆外殼封閉端的一端裝配有防爆過濾片，該防爆過濾片與甲烷探測氣室過盈配合，其上還設有與氣體擴散孔配合的若干通孔。

可選的，防爆過濾片采用90/10銅-錫或304不銹鋼基燒結粉末冶金制成，厚度大于3mm，通孔的孔隙超過80目。

可選的，探頭防爆外殼上設置有用于與配套隔爆箱連接用的防爆螺紋，該防爆螺紋長度大于8mm且至少具有8扣螺紋。

可選的，絕緣防爆材料為環氧樹脂或甲醛樹脂。