[發明專利]一種采空區氣體原位監測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202210271793.5
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114646734A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 趙慶川;王堯;孫世嶺;李軍;于慶;郭清華;張遠征;梁光清;但強;馬勤勇;蔣洪慶;李濤;張書林;黃海峰;吳科
• 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: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N1/24
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.一種采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，該裝置包括氣體取樣組件、甲烷檢測模組(4)、多個氣體濃度檢測模組(6)和主板(8)；

所述氣體取樣組件包括過濾器組件、采樣泵組件(3)和取樣管路；所述過濾器組件包括一級過濾器(5)和二級過濾器(2)；所述采樣泵組件(3)包括負壓抽氣泵；

所述采樣泵組件(3)的進氣端連接一級過濾器(5)，出氣端連接二級過濾器(2)的進氣端，二級過濾器(2)的出氣端通過氣管連接多個氣體濃度檢測模組(6)；所述氣體取樣組件由采樣泵組件(3)產生負壓，將采空區內氣體通過取樣管路抽送到多個氣體濃度檢測模組(6)的氣室；所述主板(8)上的采樣泵控制電路與采樣泵組件(3)沒有電氣連接，通過隔離器件控制負壓抽氣泵的工作，實現采空區氣體的遠距離抽氣取樣，以及濃度的測量分析；

所述主板(8)通過氣體采樣模組接口電路與甲烷檢測模組(4)和多個氣體濃度檢測模組(6)連接；所述主板(8)與采樣泵控制電路電氣連接，控制采樣泵控制電路的啟停工作電平。

2.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述多個氣體濃度檢測模組(6)包括一氧化碳檢測模組、氧氣檢測模組、乙烯檢測模組、乙炔檢測模組和二氧化碳檢測模組。

3.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述主板(8)包括電壓轉換電路、微處理器、通訊電路、遙控接收電路、氣體采樣模組接口電路、報警電路、采樣泵控制電路和液晶顯示模塊(9)。

4.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述主板(8)上設置有兩路獨立的電源輸入，一路電源供給采樣泵組件(3)；一路電源供給激光甲烷檢測模組(4)和多個氣體濃度檢測模組(6)，以及主板(8)上的電壓轉換電路、微處理器、采樣泵控制電路、氣體采樣模組接口電路、通訊電路、報警電路和液晶顯示模塊(9)。

5.根據權利要求3所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述電壓轉換電路將礦用隔爆兼本安型直流電源輸出的電壓轉換為主板(8)內微處理器、采樣泵控制電路、氣體采樣模組接口電路、通訊電路、報警電路和液晶顯示模塊(9)的工作電壓；所述通訊電路將裝置的各種氣體濃度檢測數據及采樣泵組件(3)的工作狀態上傳至安全監控系統平臺。

6.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述采樣泵組件(3)還包括本安保護與控制電路，與電壓轉換電路連接，給負壓抽氣泵提供穩定的工作電壓。

7.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，所述一級過濾器(5)和二級過濾器(2)具有自動或手動放水功能。

8.根據權利要求1所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，該裝置還包括電池組件(7)，與氣體采樣模組接口電路電氣連接。

9.根據權利要求1～8中任意一項所述的采空區氣體原位監測裝置，其特征在于，該裝置的檢測方法具體包括以下步驟：

S1：微處理器初始化，讀取用戶設置存儲的各種氣體濃度報警點、裝置通訊地址、裝置采樣時長及周期；

S2：依次讀取激光甲烷檢測模組(4)、一氧化碳檢測模組、氧氣檢測模組、乙烯檢測模組、乙炔檢測模組、二氧化碳檢測模組的氣體濃度檢測數據；

S3：判斷采樣泵組件(3)啟動工作時間是否達到，若時間達到，微處理器控制采樣泵控制電路輸出啟動信號，采樣泵組件(3)工作，將采空區內氣體通過取樣管路抽送到裝置內各個氣體濃度檢測模組氣室；當采樣泵組件(3)工作時長達到裝置采樣時長，采樣泵組件(3)停止工作，啟動裝置采樣周期計時；

S4：將激光甲烷檢測模組(4)、一氧化碳檢測模組、氧氣檢測模組、乙烯檢測模組、乙炔檢測模組、二氧化碳檢測模組的氣體濃度檢測數據在液晶顯示模塊(9)顯示；

S5：微處理器判斷激光甲烷檢測模組(4)、一氧化碳檢測模組、氧氣檢測模組、乙烯檢測模組、乙炔檢測模組、二氧化碳檢測模組的氣體濃度檢測數據是否大于或等于相應氣體濃度報警點，若是則微處理器控制聲光報警電路進行聲光報警；

S6：微處理器判斷遙控接收電路是否接收到信號，若是則在液晶顯示模塊(9)顯示相應提示，進行人機交互操作；

S7：微處理器根據通訊電路接收到的命令回復相應數據，其中包括氣體濃度檢測數據查詢命令與響應；

S8：循環執行步驟S2～S7。