一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，包括由手柄、主機內(nèi)相應(yīng)進出氣口與對應(yīng)管路構(gòu)成的氣體成分檢測回路、氣體流量壓力檢測回路，氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)串設(shè)有采樣泵，手柄內(nèi)設(shè)有濾水盒，手柄的出氣口通過主機進氣口處所設(shè)的一個過濾器連接主機中的相應(yīng)管路。本發(fā)明的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置對氣體的成分檢測和流量壓力同時進行采樣檢測，在氣體成分檢測回路中設(shè)置多種氣體成分傳感器進行氣體的成分檢測，實現(xiàn)對采樣氣體的多個含量參數(shù)的測量；并在氣體成分檢測回路中設(shè)置濾水盒和過濾器進行兩級濾水，進一步提高了濾水效果，在測量過程中防止水進入儀器內(nèi)部，避免對儀器自身造成損害，進而影響其測量精度。
【專利說明】一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對瓦斯抽放多參數(shù)測定的儀器，尤其是一種可對抽放管路內(nèi)多個參數(shù)進行測定的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當前在全球變暖的情況下，我國正在積極執(zhí)行減排計劃，針對排放溫室氣體量較大的煤礦目前已開始對瓦斯氣體進行抽采利用；在節(jié)能減排的趨勢下管道抽采參數(shù)測定已成為煤礦關(guān)注的重點，煤礦抽放管道的傳統(tǒng)測量方法為光干涉分析法，水柱測流量、使用真空表測試負壓的方法，目前測量方法存在較大的誤差，使測量不準確，測量步驟繁瑣，測量參數(shù)較少，增加人工計算誤差等，對于瓦斯氣體來說，其主要可燃燒氣體成分為甲烷，因此目前測量瓦斯氣體含量通常就是測量甲烷氣體含量。
[0003]1、光干測瓦斯法:傳統(tǒng)測量方法為使用抽取桶抽取一罐瓦斯氣體并通過抽氣桶出氣口將氣體打入光干涉儀內(nèi)，通過目測光線陰影對應(yīng)的位置數(shù)字讀出當前濃度值。此方法的特點是原理簡單，測量抽氣較費力氣，抽氣時易混入空氣影響測量精度，讀數(shù)字刻度時受視線影響較大。
[0004]2、水柱測流量法在抽放管道孔板上接U型水柱通過讀取水柱高度換算為差壓，帶入系數(shù)可換算氣體流量。此方法測量流量時引入的視覺誤差較大，孔板易腐蝕，經(jīng)過長期使用孔板系數(shù)易變更導(dǎo)致?lián)Q算誤差。
[0005]3、真空測負壓法:將真空表連接在負壓管道上即可讀出負壓值。此方法的優(yōu)點是簡單，但是僅限于測量管道的負壓值。
[0006]4、多參數(shù)測定儀法:將管道內(nèi)氣體抽入儀器內(nèi)部，通過多種傳感器可測量多個氣體含量參數(shù)，使用方便快捷的對接方式使儀器能夠快速測量管道內(nèi)流量和負壓。
[0007]由于多參數(shù)測定儀法使用較為方便快捷，現(xiàn)在較為常用，多參數(shù)測定儀的種類也比較多，例如中國專利申請?zhí)枮?01120249267.6公開了一種煤礦瓦斯抽采管道多參數(shù)測量裝置，該裝置包括旋進漩渦流量計，旋進漩渦流量計包括兩端設(shè)有法蘭盤的漩渦發(fā)生管體和安裝于其上的漩渦測量表體，漩渦發(fā)生管體的右側(cè)上部安裝有高濃度甲烷傳感器和一氧化碳濃度傳感器；另外，目前市場上有一種便攜式瓦斯抽放多參數(shù)測定儀，利用測定儀主機上設(shè)置的甲烷傳感器、壓力傳感器及自帶渦街流量傳感器分別測量出瓦斯?jié)舛?、壓力及工礦流量數(shù)據(jù)。但是在抽放管道內(nèi)含有水汽和水，上述兩種多參數(shù)測量裝置不具有排水功能，因此在測量過程中會使水或水汽進入儀器內(nèi)部，一方面影響測量數(shù)據(jù)的準確性，另一方面也會對儀器自身造成損害，進而影響其測量精度。
[0008]中國專利申請?zhí)枮?00920314306.9公開了一種瓦斯抽放檢測裝置及其除水裝置，包括瓦斯抽放管6、串聯(lián)在瓦斯抽放管6上的導(dǎo)流管5、瓦斯抽放測定儀10、檢測手柄I及除水裝置3，檢測手柄I中設(shè)置有甲烷傳感器2，瓦斯抽放測定儀10中設(shè)置有真空泵12和流量傳感器11，除水裝置3下端的進氣口與導(dǎo)流管連通，除水裝置3上端的出氣口與檢測手柄I上的甲烷傳感器進氣接口相連。該裝置在手柄進口處設(shè)置了除水裝置，但是其排水主要是靠水的自身重力下落而留在除水裝置3內(nèi)的封閉空腔的下部，除水作用有限，不能排除樣氣中所含的水汽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，以解決現(xiàn)有多參數(shù)測量裝置排水功能有限無法排除水汽的問題。
[0010]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，包括手柄、主機及由手柄、主機內(nèi)相應(yīng)進出氣口與對應(yīng)管路構(gòu)成的氣體成分檢測回路、氣體流量壓力檢測回路，氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)串設(shè)有采樣泵，手柄內(nèi)設(shè)有濾水盒，所述氣體成分檢測回路中設(shè)置有用于測量甲烷含量和至少一種雜質(zhì)氣體含量的一個傳感器或者多個傳感器的組合，手柄的出氣口通過主機進氣口處所設(shè)的一個過濾器連接主機中的相應(yīng)管路。
[0011]所述雜質(zhì)氣體為CO2、CO和O2。
[0012]所述氣體流量壓力檢測回路設(shè)置手柄中，包括壓力傳感器和流量傳感器。
[0013]所述手柄內(nèi)設(shè)有甲烷和CO2傳感器，主機內(nèi)設(shè)有CO傳感器和O2傳感器。
[0014]所述氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)還設(shè)有一用于除水的換向閥，所述換向閥為兩位五通閥，包括第二進氣口、第一出氣口、空氣入口、第二出氣口和雙向口，所述換向閥的雙向口與過濾器的出口連通，第一出氣口經(jīng)過采樣泵連接到第二進氣口，第二出氣口與手柄的進氣口連通；第一狀態(tài)時，雙向口與第一出氣口連通，第二狀態(tài)時，空氣入口與第一出氣口連通。
[0015]所述氣體成分檢測回路中還設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器設(shè)置于手柄上。
[0016]所述甲烷和CO2傳感器采用紅外傳感器；流量傳感器采用熱式射流傳感器；C0傳感器和O2傳感器采用電化學(xué)傳感器。
[0017]該裝置還包括設(shè)置于主機上的控制電路及與控制電路連接的顯示電路及按鍵輸入電路，各傳感器的信號輸出端均與控制電路連接。
[0018]本發(fā)明的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置對氣體的成分檢測和流量壓力同時進行采樣檢測，并在氣體成分檢測回路中設(shè)置多種氣體成分傳感器進行氣體的成分檢測，實現(xiàn)對采樣氣體的多個含量參數(shù)的測量；并在氣體成分檢測回路中設(shè)置濾水盒和過濾器進行兩級濾水，進一步提高了濾水效果，在測量過程中防止水進入儀器內(nèi)部，避免對儀器自身造成損害，進而影響其測量精度。
[0019]該裝置在主機內(nèi)設(shè)置換向閥，實現(xiàn)了管路的反向排水，快速排除過濾器中積累的水分。
[0020]主機通過合理的人機交互界面使操作員可以方便快捷的進行測量和存儲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0022]圖2為手柄結(jié)構(gòu)原理圖；
[0023]圖3為換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的功能框圖；[0025]圖5為本發(fā)明測量裝置的測量流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0027]如圖1所示為本發(fā)明瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，該裝置包括手柄A、主機B及由手柄、主機內(nèi)相應(yīng)進出氣口與對應(yīng)管路構(gòu)成的氣體成分檢測回路和氣體流量壓力檢測回路，氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)串設(shè)有采樣泵16，手柄A內(nèi)設(shè)有濾水盒1，氣體成分檢測回路中設(shè)置有用于測量甲烷含量和至少一種雜質(zhì)氣體含量的一個傳感器或者多個傳感器的組合，手柄的出氣口通過主機進氣口處所設(shè)的一個過濾器12連接主機中的相應(yīng)管路。
[0028]本實施例氣體流量壓力檢測回路設(shè)置手柄中，包括壓力傳感器3和流量傳感器4。如圖2所示，手柄A上設(shè)置了氣體流量壓力檢測回路的進氣口 7和出氣口 8及氣體成分檢測回路的進氣口 10和出氣口 9，手柄外設(shè)有外殼2，內(nèi)設(shè)有傳感器座5。雜質(zhì)氣體為C02、C0和O2，手柄內(nèi)設(shè)有甲烷和CO2傳感器6，主機B內(nèi)設(shè)有CO傳感器14和O2傳感器15。
[0029]作為其他實施方式，各傳感器可以全部設(shè)置于手柄A或主機B內(nèi)，但是根據(jù)實際情況，由于有的傳感器體積較大，以及在現(xiàn)場時需要對甲烷氣體含量的優(yōu)先檢測，為了在主機上迅速顯示主要信息，優(yōu)選上述傳感器設(shè)置結(jié)構(gòu)。
[0030]如圖3所示，氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)還設(shè)有一用于除水的換向閥，該換向閥為兩位五通閥，包括第二進氣口 19、第一出氣口 18、空氣入口 17，第二出氣口 21和雙向口 20，換向閥的雙向口 20與過濾器12的出口連通，第一出氣口 18經(jīng)過采樣泵16連接到第二進氣口 19，第二出氣口 21與手柄的進氣口連通；第一狀態(tài)時，雙向口 20與第一出氣口 18連通，第二進氣口 19和第二出氣口 21連通，該換向閥處于工作位置；第二狀態(tài)時，空氣入口17與第一出氣口 18連通，第二進氣口 19和雙向口 20連通，該換向閥處于排水位置。
[0031]上述實施方式中，第一出氣口 18是先經(jīng)過采樣泵16的，當然也可以是先經(jīng)過傳感器，再經(jīng)過采樣泵16的，還可以是先經(jīng)過傳感器，從傳感器出口到雙向口 20，第一出氣口 18到采樣泵16的入口，采樣泵出口到第二進氣口 19。
[0032]氣體成分檢測回路中于手柄A上還設(shè)有溫度傳感器11。
[0033]如圖5所示為本發(fā)明瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置測量抽放管道內(nèi)氣體參數(shù)的流程圖，由圖可知，在使用該測量裝置進行測量時，首先將裝置與抽放管道進行連接，在測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定存儲后再斷開與管道的連接，如果還需要繼續(xù)測量，則重復(fù)上述過程。
[0034]本發(fā)明測量儀的甲烷和CO2傳感器16采用紅外傳感器，該類型傳感器特定壽命長不易受其他氣體影響；壓力傳感器使用硅膜片壓敏電阻轉(zhuǎn)換為電信號測量壓力；溫度傳感器使用鉬電阻測量溫度；流量傳感器采用熱式射流傳感器，該傳感器采用旁路法測精確流量，通過檢測熱敏電阻電橋阻值變化測試流量；co傳感器和O2傳感器采用電化學(xué)傳感器。
[0035]該測量儀還設(shè)有帶有微處理器的控制電路及與控制電路控制連接的顯示電路和按鍵輸入電路；控制電路中微處理器的信號輸入與各測量傳感器的信號輸出相連，微處理器的顯示信號輸出與顯示電路相連；儀器的按鍵輸入信號與微處理器相連。
[0036]如圖4所示為本發(fā)明瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置的功能框圖，由圖可知，該裝置包括信號處理模塊(即微處理器)、存儲模塊、無線傳輸模塊和各檢測模塊，用戶根據(jù)顯示電路的顯示信息，操作按鍵輸入電路將測量數(shù)值保存在存儲模塊中，完成測量和存儲操作；測量存儲完成后，用戶根據(jù)顯示信息，將保存在存儲模塊中的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊傳輸至PC機，完成數(shù)據(jù)傳輸操作。
[0037]在采樣泵16抽氣過程中，本發(fā)明使用的濾水盒I在抽入少量水的情況下會在濾水盒I內(nèi)聚集，測量結(jié)束后斷開與管路連接即能自動排水，當大量水通過且到達過濾器12時，應(yīng)擰開過濾器12的放水閥排水。
[0038]本發(fā)明瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置的工作原理和過程如下:
[0039]正常工作狀態(tài):采樣泵16開始工作，氣流由手柄上氣體成分檢測回路的進氣口 10進入濾水盒I中，根據(jù)其比重自然分離，少量水可由氣體成分檢測回路進氣口 10排出；氣流經(jīng)管道流經(jīng)甲烷和CO2傳感器6及溫度傳感器11，經(jīng)甲烷和CO2傳感器轉(zhuǎn)換測量其成分含量將信號傳輸?shù)街鳈C的控制電路并顯示；氣流隨后進入過濾器12，在過濾器12內(nèi)完成二級濾水后；氣流隨后進入換向閥13內(nèi)，經(jīng)雙向口 20到達第一出氣口 18，氣流隨后進入CO傳感器14和O2傳感器15內(nèi)，CO傳感器14和O2傳感器15將對應(yīng)的濃度值轉(zhuǎn)化為電信號并處理顯示，氣流隨后進入采樣氣泵16 ;經(jīng)采樣氣泵16后到達換向閥13，經(jīng)換向閥13的第二進氣口 19到第二出氣口 21 ;氣流隨后經(jīng)氣體成分檢測回路的出氣口 9排出儀器，如此便完成了氣體成分的分析和檢測；氣體流量壓力測量是由流量壓力進氣口 7進入流量傳感器4和壓力傳感器3內(nèi)，再經(jīng)流量壓力出氣口 8排出，從而完成流量和壓力的檢測。
[0040]排水狀態(tài):當濾水盒I中有少量進水情況下，可由進氣口 10直接排出；當過濾器12內(nèi)存入一部分水時可擰開過濾器12的放水閥排水，也可切換換向閥13的工作狀態(tài)進行排水:排水狀態(tài)換向閥空氣入口 17與第一出氣口 18導(dǎo)通，空氣由換向閥的空氣入口 17與第一出氣口 18到達采樣泵16，氣流從采樣泵16到達出氣路，經(jīng)由第二進氣口 19和雙向口20后，氣流逆向吹過過濾器12，到達手柄A并通過手柄上的氣體成分檢測回路的進氣口 10將氣流和水排出儀器外。
[0041]在整個氣體成分檢測過程中，氣體通過各傳感器進行檢測時，將對應(yīng)氣體成分轉(zhuǎn)化為有效的電信號傳送到主機內(nèi)的控制電路進行數(shù)據(jù)處理并通過顯示電路進行顯示；流量和壓力傳感器通過流量壓力進氣口和流量壓力出氣口與管道形成氣體流量壓力檢測回路，并將管道內(nèi)流量和負壓轉(zhuǎn)化為電信號傳輸?shù)街鳈C并實時顯示。主機通過合理的人機交互界面使操作員可以方便快捷的進行測量和存儲。另外，儀器采用兩級濾水裝置，防止水進入儀器內(nèi)部，并能夠通過氣路切換進行排水。
【權(quán)利要求】
1.一種瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，包括手柄、主機及由手柄、主機內(nèi)相應(yīng)進出氣口與對應(yīng)管路構(gòu)成的氣體成分檢測回路、氣體流量壓力檢測回路，氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)串設(shè)有采樣泵，手柄內(nèi)設(shè)有濾水盒，其特征在于:所述氣體成分檢測回路中設(shè)置有用于測量甲烷含量和至少一種雜質(zhì)氣體含量的一個傳感器或者多個傳感器的組合，手柄的出氣口通過主機進氣口處所設(shè)的一個過濾器連接主機中的相應(yīng)管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述雜質(zhì)氣體為CO2、CO 和 O2O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述氣體流量壓力檢測回路設(shè)置手柄中，包括壓力傳感器和流量傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述手柄內(nèi)設(shè)有一個甲烷和CO2傳感器，主機內(nèi)設(shè)有CO傳感器和O2傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述氣體成分檢測回路中于主機內(nèi)還設(shè)有一用于除水的換向閥，所述換向閥為兩位五通閥，包括第二進氣口、第一出氣口、空氣入口、第二出氣口和雙向口，所述換向閥的雙向口與過濾器的出口連通，第一出氣口經(jīng)過采樣泵連接到第二進氣口，第二出氣口與手柄的進氣口連通；第一狀態(tài)時，雙向口與第一出氣口連通，第二狀態(tài)時，空氣入口與第一出氣口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述氣體成分檢測回路中還設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器設(shè)置于手柄上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:所述甲烷和CO2傳感器采用紅外傳感器；流量傳感器采用熱式射流傳感器；C0傳感器和O2傳感器米用電化學(xué)傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的瓦斯抽放多參數(shù)測定裝置，其特征在于:該裝置還包括設(shè)置于主機上的控制電路及與控制電路連接的顯示電路及按鍵輸入電路，各傳感器的信號輸出端均與控制電路連接。
【文檔編號】E21F7/00GK103542889SQ201310474409
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】尹宗保, 周慧鋒, 王志東, 高華 申請人:鄭州光力科技股份有限公司