本發(fā)明涉及氣體分析，具體為一種氣體分析儀器的分析方法。

背景技術(shù)：

1、地下礦井作業(yè)中，氧氣和瓦斯的影響是非常重要的安全和健康問題。礦工需要足夠的氧氣來維持身體的正常代謝。若氧氣濃度低于正常水平，會導(dǎo)致缺氧。瓦斯主要是指甲烷(ch4)，在煤礦等地下礦井中普遍存在。甲烷是一種易燃?xì)怏w，濃度達(dá)到5％至15％時，遇火源會引發(fā)爆炸，給礦工的生命安全帶來極大威脅。

2、現(xiàn)有的地下礦井往往采用一套規(guī)定的系統(tǒng)來調(diào)節(jié)新鮮空氣的供給，然而地下礦井的人員如果不多，則不需要那么多氧氣，如果持續(xù)供給過多新鮮空氣會提升煤礦的運作成本。因此，設(shè)計實時調(diào)節(jié)的一種氣體分析儀器的分析方法是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種氣體分析儀器的分析方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種氣體分析儀器的分析方法，包括信息測量模塊、氣體往返模塊、濃度調(diào)節(jié)模塊，所述信息測量模塊用于實時監(jiān)測地下礦井的工作環(huán)境，得出各項特性參數(shù)，并將信息傳輸給濃度調(diào)節(jié)模塊，所述氣體往返模塊用于通過循環(huán)新鮮空氣來降低有害氣體的濃度，防止地下礦井因高濃度有害氣體而發(fā)生事故，所述濃度調(diào)節(jié)模塊用于調(diào)節(jié)有害氣體的濃度，確保地下礦井在工作時保持合適的濃度范圍。

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述信息測量模塊包括人員數(shù)量清點模塊、氧氣濃度檢測模塊、瓦斯?jié)舛葯z測模塊、定時模塊、信息收發(fā)模塊，所述人員數(shù)量清點模塊、氧氣濃度檢測模塊、瓦斯?jié)舛葯z測模塊均與定時模塊和信息收發(fā)模塊電連接，所述人員數(shù)量清點模塊用于根據(jù)地下礦井的人員數(shù)量和工作強(qiáng)度來檢測人員數(shù)量情況，所述氧氣濃度檢測模塊安裝在地下礦井的礦道中，用于檢測新鮮空氣的濃度，所述瓦斯?jié)舛葯z測模塊安裝于地下礦井的礦道內(nèi)，用于檢測地下礦井的排氣中瓦斯的濃度，所述定時模塊用于統(tǒng)計每次測量的間隔時間，所述信息收發(fā)模塊用于將信號轉(zhuǎn)換和傳輸至濃度調(diào)節(jié)模塊；

4、所述氣體往返模塊包括氧氣發(fā)生器、新鮮空氣泵、新鮮空氣管道，所述氧氣發(fā)生器位于新鮮空氣管道內(nèi)，用于調(diào)整新鮮空氣管道內(nèi)氧氣的濃度進(jìn)而對礦道內(nèi)氧氣的濃度進(jìn)行調(diào)整，所述新鮮空氣泵用于泵送氧氣在礦道和礦井之間，所述新鮮空氣管道用于輸送氧氣實現(xiàn)供給循環(huán)；

5、所述濃度調(diào)節(jié)模塊包括新鮮空氣濃度計算模塊、數(shù)據(jù)庫、比例更改模塊，所述新鮮空氣濃度計算模塊與氧氣濃度檢測模塊電連接，所述新鮮空氣濃度計算模塊，所述氧氣發(fā)生器與新鮮空氣濃度計算模塊電連接，所述新鮮空氣濃度計算模塊用于計算當(dāng)前最合適的新鮮空氣濃度，所述數(shù)據(jù)庫用于儲存每次測量出的各項信息，所述比例更改模塊用于根據(jù)地下礦井人員數(shù)量對涉及新鮮空氣濃度的參數(shù)進(jìn)行比值的調(diào)整。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述系統(tǒng)的工作方法包括：

7、s1、地下礦井運行時，對地下礦井的礦道中瓦斯的濃度進(jìn)行檢測，并且對新鮮空氣管道內(nèi)的新鮮空氣濃度進(jìn)行檢測，同時對地下礦井的當(dāng)前人員數(shù)量進(jìn)行檢測；

8、s2、對當(dāng)前最適合的新鮮空氣濃度進(jìn)行計算，并且根據(jù)計算值和測量值對氧氣發(fā)生器的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對新鮮空氣的濃度進(jìn)行調(diào)整；

9、s3、新鮮空氣進(jìn)行調(diào)整后，地下礦井繼續(xù)運行一段時間，測量人員是否出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，如果沒有出現(xiàn)則間隔固定時間進(jìn)行各項信息的檢測，如果出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象則手動干預(yù)停止地下礦井運行，并重新設(shè)定適宜新鮮空氣濃度涉及到的參數(shù)。

10、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s1中，氧氣濃度檢測模塊完成新鮮空氣管道內(nèi)氧氣濃度測量，將新鮮空氣管道內(nèi)分為若干個測量位置，對新鮮空氣管道的3到w個位置的氧氣濃度檢測，每個濃度傳感器每次測量3到w組信息，平均后得到濃度測量值gx，其中w的大小根據(jù)地下礦井的實際情況進(jìn)行具體確定。

11、根據(jù)上述技術(shù)方案，對濃度測量值gx的信息進(jìn)行分析，求得穩(wěn)定數(shù)值；

12、

13、其中tzn為第n次調(diào)整的有效值，gx為第n次調(diào)整第x次測量值，max()，min()分別為該測量位置測量信息隊列中的最大值和最小值，被舍棄，得到tzn后對氧氣濃度以此進(jìn)行指導(dǎo)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行提高濃度或者降低濃度。

14、根據(jù)上述技術(shù)方案，上述步驟s2中，適宜新鮮空氣濃度的計算需要根據(jù)以下因素：

15、在第一次調(diào)整時，適宜新鮮空氣濃度正相關(guān)于原有新鮮空氣濃度和瓦斯?jié)舛?；在之后調(diào)整對適宜新鮮空氣濃度計算時，記錄最后一次調(diào)整后的礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛?，與倒數(shù)第二次調(diào)整后的礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛茸鰧Ρ?，如果趨于減小，則不對適宜新鮮空氣濃度進(jìn)行更改，如果趨于增大，則根據(jù)增大的比例對適宜新鮮空氣濃度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。

16、根據(jù)上述技術(shù)方案，上述步驟s2中，適宜新鮮空氣濃度gn的計算公式為：

17、當(dāng)qn≤qn-1時，gn＝gn-1；

18、當(dāng)qn＞qn-1時，

19、其中g(shù)n-1為倒數(shù)第二次調(diào)整后得出的適宜新鮮空氣濃度，qn為最后一次調(diào)整時測得的瓦斯?jié)舛龋琿n-1為倒數(shù)第二次調(diào)整時測得的瓦斯?jié)舛?，k為瓦斯?jié)舛仍谶m宜新鮮空氣濃度計算時的考慮權(quán)重參數(shù)，p為瓦斯?jié)舛茸兓厔菰谶m宜新鮮空氣濃度計算時的考慮權(quán)重參數(shù)。

20、根據(jù)上述技術(shù)方案，上述s2中，k與p的函數(shù)關(guān)系為：且k+p＝c，其中p0為地下礦井運行的標(biāo)準(zhǔn)人數(shù)，pn為最后一次調(diào)整時地下礦井運行的實時人數(shù)，c為常數(shù)值，由本領(lǐng)域人員根據(jù)實際情況確定。

21、人員數(shù)量清點模塊：實時監(jiān)測地下礦井內(nèi)的人員數(shù)量，該模塊根據(jù)人員數(shù)量和工作強(qiáng)度來評估對氧氣的需求。氧氣濃度檢測模塊：安裝在礦道內(nèi)，檢測當(dāng)前空氣中氧氣的濃度。當(dāng)氧氣濃度低于安全標(biāo)準(zhǔn)時，會發(fā)出警報。瓦斯?jié)舛葯z測模塊：同樣安裝在礦道內(nèi)，監(jiān)測瓦斯的濃度以防止瓦斯泄漏。瓦斯?jié)舛冗^高時，會觸發(fā)安全措施。定時模塊：負(fù)責(zé)記錄每次測量的時間間隔，以便進(jìn)行定時監(jiān)測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。信息收發(fā)模塊：將各模塊的測量結(jié)果和警報信息匯總并傳送至下游的濃度調(diào)節(jié)模塊。此模塊也負(fù)責(zé)接收來自濃度調(diào)節(jié)模塊的調(diào)整指令。氣體往返模塊中氧氣發(fā)生器：位于新鮮空氣管道內(nèi)，能夠調(diào)整新鮮空氣管道中的氧氣濃度，從而影響礦道內(nèi)的氧氣濃度。新鮮空氣泵：泵送氧氣，在礦道與礦井之間形成氣體流動，以確保氧氣的供應(yīng)。新鮮空氣管道：用于運輸氧氣，形成供給循環(huán)，以確保礦道內(nèi)空氣質(zhì)量保持在安全范圍內(nèi)。

22、新鮮空氣濃度計算模塊：與氧氣濃度檢測模塊電連接，根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出最適合的氧氣濃度，并給出調(diào)節(jié)建議。數(shù)據(jù)庫：存儲每次測量結(jié)果和相關(guān)信息，可以追溯和分析過去的數(shù)據(jù)，以便于進(jìn)行趨勢分析和改進(jìn)措施。比例更改模塊：根據(jù)實際人員數(shù)量和需要調(diào)整新鮮空氣濃度的相關(guān)參數(shù)，通過自動或手動方式優(yōu)化氣體濃度。

23、工作流程

24、1.監(jiān)測：系統(tǒng)定期通過各測量模塊監(jiān)測人員數(shù)量、氧氣濃度和瓦斯?jié)舛取?/p>

25、2.數(shù)據(jù)分析：通過定時模塊記錄時間間隔和采集數(shù)據(jù)，并將其上傳至濃度調(diào)節(jié)模塊。

26、3.計算調(diào)整：濃度調(diào)節(jié)模塊處理這些數(shù)據(jù)，計算出需要的氧氣濃度并通過比例更改模塊進(jìn)行必要的調(diào)整。

27、4.氣體調(diào)節(jié)：根據(jù)計算結(jié)果，氧氣發(fā)生器和新鮮空氣泵將開始工作，調(diào)整礦道內(nèi)的氧氣濃度，以確保人員安全和健康。

28、5.信息反饋：系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測和調(diào)整，并及時將信息反饋給監(jiān)控人員，以便于他們做出相應(yīng)的決策和應(yīng)對措施。

29、通過這種綜合性控制與檢測系統(tǒng)，可以有效地確保地下礦井的安全，降低事故發(fā)生的風(fēng)險。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明，對瓦斯的濃度進(jìn)行測量，結(jié)合地下礦井的運行人員數(shù)量情況，來對新鮮空氣的最適合的濃度進(jìn)行調(diào)整，有效降低瓦斯的累積，同時也會避免新鮮空氣濃度過低導(dǎo)致地下礦井濃度不穩(wěn)定的問題，盡可能平衡各項性能之間的關(guān)系。