一种防尘甲烷气体光学检测探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试材料，具有涉及甲烷气体光谱学检测探头，该装置适用于检测矿井内瓦斯气体。
【背景技术】
[0002]煤炭行业是我国工业生产中伤亡事故最严重的行业，目前国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其主要成分是甲烷，采掘时极易发生瓦斯爆炸事故，造成严重的人民生命和财产损失。近年来，国内外开展瓦斯气体的光谱学检测方法及光学气体传感器的相关研宄，用于实现对目标气体的高选择性、高灵敏、快速非接触检测，然而矿井下的高粉尘环境使得光学气体传感器表面易有煤灰污染吸附，严重影响了光学气体传感器和外界气体流通，使光学气体传感器对痕量甲烷气体的感应速度降低，引入测量误差。因此，甲烷气体光学探头的防尘功能成为本领域的研宄热点。
[0003]公开号为CN 101865825A的发明专利申请公开了“一种微型开放式光纤气体样品池，包括有盒状的池身，其特征在于:所述池身中开有贯通池身且截面为矩形的气道，气道的通气口位于所述池身两个对称侧壁上，所述池身另外两个对称侧壁的中心位置分别开有通孔，所述通孔在同一水平线上相对，有光路可调的自聚焦透镜分别安装在所述通孔中，所述自聚焦透镜分别各自与位于池身外的两个单模光纤一一光学连接。”该发明专利申请所述的方案还公开了一种防尘结构，该防尘结构包括设在样品池外的保护盒体，所述保护盒体的两通气窗口上设有可更换式PTFE滤膜，防止灰尘和水汽由气路通道进入样品池。上述专利申请所述的方案虽然可解决样品池的防尘问题，提高环境安全监测的可靠性，但是，仍然需要频繁停产更换，尤其是一旦疏于更换就会造成漏报而酿成安全事故。
[0004]公开号为CN 102879528A的发明专利申请公开了一种“传感探头防尘方法及装置”，其中，所述的传感探头防尘装置包括:传感探头、过滤帘、卷帘主滚筒、卷帘从滚筒、微型电机和定时控制器；过滤帘的两端分别连卷帘主滚筒和卷帘从滚筒，定时控制器的输出接微型电机，微型电机连接卷帘主滚筒；所述传感探头防尘方法是:在传感探头前面安装防尘装置，通过防尘装置的定时控制器控制卷帘主滚筒旋转，将被防尘堵塞部分的过滤帘卷进卷帘主滚筒内，将卷帘从滚筒上干净的部分过滤帘更新到传感探头进气口前部，保证环境气体能够无阻挡地接入传感探头。上述专利申请所述的方案虽然可延长更换过滤帘(即滤膜)的周期，但是，由于卷绕在从滚筒上过滤帘的长度有限，还是要停产更换过滤帘，而且更换下来的过滤帘需要人工清洁才能重复使用，费时费力。此外，如果要将上述专利申请所述的方案用于改进公开号为CN 101865825A的发明专利申请所述方案就必须采用两套系统才能遮盖住气道的两端口。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种防尘甲烷气体光学检测探头，该探头可长期工作，避免疏于更换过滤帘而酿成安全事故。
[0006]本发明解决上述问题的技术方案为:
[0007]一种防尘甲烷气体光学检测探头，该探头包括保护盒、设在保护盒内的传感气室和带状滤膜；其中，所述传感气室内设有前后贯穿的横截面为矩形的气道，所述气道左右侧壁上相对设有C-Lens透镜，所述的气道透过设在保护盒上的通气窗口与大气连通，其特征在于，
[0008]所述的保护盒与传感气室之间设有带状滤膜传动机构，该带状滤膜传动机构由设在传感气室上侧的两只的滚轮和设在传感气室下侧的两只的滚轮组成，其中所述的滚轮均支承在保护盒上；
[0009]所述的带状滤膜为环形，且环绕在所述滚轮上将所述气道的两端口遮盖；
[0010]所述带状滤膜的外侧设有吸尘刷，该吸尘刷支承在保护盒上，刷毛作用在带状滤膜上。
[0011]由于所述的带状滤膜传动机构由四只滚轮组成，因此，如果每一只滚轮分别采用一台电机驱动不仅浪费，而且很难保证同步；如果以一只滚轮为主动轮来驱动，另外三只滚轮则为被动轮，在此情况下，当带状滤膜的张紧力不够时就会打滑。为了解决上述难题，本发明的改进方案是，每一滚轮的支承轴上均设有皮带轮，一传动皮带环绕在所有皮带轮上。
[0012]本发明所述防尘甲烷气体光学检测探头的另一改进方案是，所述的吸尘刷的刷毛作用在位于传感气室一侧的两只的滚轮中间的带状滤膜上。该改进方案既可吸走被刷毛扬起的粉尘，也可吸掉含在带状滤膜微孔内的粉尘。
[0013]为了提高进一步改善防尘效果，本发明第三个改进方案是，在接近所述气道前后的两端口处的传感气室的上侧和下侧分别设有与带状滤膜厚度相适应的条形孔，所述分带状滤膜穿越条形孔将气道的两端口遮盖。
[0014]本发明所述防尘甲烷气体光学检测探头中的带状滤膜传动机构可连续驱动带状滤膜转动，也可视环境粉尘浓度间隙驱动带状滤膜转动，及时更新遮盖在所述气道端口上的带状滤膜。
[0015]由于本发明所述的带状滤膜传动机构可驱动带状滤膜循环转动，并利用吸尘刷将带状滤膜上的粉尘即时清除，因此可长期工作，避免疏于更换过滤帘而酿成安全事故。此夕卜，本发明还具有只需要一套带状滤膜传动机构即可遮盖住气道的两端口的优点。
【附图说明】
[0016]图1为本发明所述防尘甲烷气体光学检测探头的一个具体实施例的结构示意图(立体图)。
[0017]图2为图1所示实施例中带状滤膜传动机构与传感气室的结构示意图(立体图)。
[0018]图3为图1所示实施例中吸尘刷与带状滤膜及滚轮之间位置关系的结构示意图。
[0019]图4为图1所示实施例中吸尘刷的结构分解图(立体图)。
[0020]图5为图1所示实施例中吸尘刷的内部结构示意图。
[0021]图6为图1所示实施例的使用状态图。
[0022]图7为本发明所述防尘甲烷气体光学检测探头的另一个具体实施例中带状滤膜传动机构与传感气室的结构示意图(立体图)。
【具体实施方式】
[0023]例I
[0024]为了将探头内部结构表达清楚，图1移开了前面的盖板6并去掉了带状滤膜9。
[0025]参见图1，传感气室I为矩形的六面体，其体内设有前后贯穿的横截面为矩形的气道2，气道2左右侧壁上相对设有C-Lens透镜3 ;所述的传感气室I设在形状为六面体的保护盒内4，该护盒内4由边框5和盖在其前后两盖板6组成，每一盖板6的中部正对所述气道2的位置设有通气窗7，气道2透过通气窗7与大气连通；传感气室I在气道2的端口两侧设有4个螺孔22，对应地，在盖板6上开设4个通孔23，利用螺钉将传感气室I固定在盖板6上。
[0026]参见图1并结合图2，保护盒4与传感气室I之间设有带状滤膜传动机构，该带状滤膜传动机构由设在传感气室I上侧的两只的滚轮8和设在传感气室I下侧的两只的滚轮8组成，4只滚轮8均支承在保护盒4的边框5的左侧。带状滤膜9为环形，且环绕在4只滚轮8上将气道2的两端口遮盖。
[0027]参见图2或图3，为了提高进一步改善防尘效果，在接近气道2前后的两端口处的传感气室I的上侧和下侧分别设有与带状滤膜9厚度相适应的条形孔16，带状滤膜9穿越条形孔16将气道2的两端口遮盖。
[0028]参见图1并结合图3?5，传感气室I上侧的两只的滚轮8的中间和传感气室I下侧的两只的滚轮8中间的带状滤膜的外侧分别设有一吸尘刷10，该吸尘刷10由刷头11、吸气管12和刷毛13组成，整个吸尘刷10由吸气管12支承在保护盒4的边框5的左侧，刷毛13作用在带状滤膜9上。所述的吸尘刷10的结构与常规的吸尘刷类似，其具体结构为:刷头11的体内设有空腔14，吸气管12设在刷头11的端部并与空腔14连通，刷毛13设在刷头11的下表面，该下表面在相邻两根刷毛13之间设有吸气孔15，每一吸气孔15均与空腔14连通。
[0029]参见图6，所述带状滤膜传动机构中的一只滚轮8的支承轴与电机17的输出轴连接，即可由该滚轮8通过带状滤膜9驱动另外三只滚轮8同步转动。
[0030]参见图6，先采用管道18将两只吸尘刷10的吸气管12并联，再将管道18与吸尘器连接，吸尘刷10即可将扬起的粉尘和含在带状滤膜9微孔内的粉尘清除。在带状滤膜9绕气道2的前后两端口循环转动时，即不断地更新位于气道2前后两端口部位的带状滤膜9。
[0031]例2
[0032]参见图7，本例是例I改进方案，该改进方案例I的区别在于，每一滚轮8的支承轴上均设有皮带轮20，一传动皮带21环绕在所有皮带轮20上。本例所述的改进方案相当于把例I所述的带状滤膜传动机构包角增大了 4倍，因此不会打滑，传动更加可靠。
[0033]本例中，上述以外的实施方法和使用方法均与例I相同。
【主权项】
1.一种防尘甲烷气体光学检测探头，该探头包括保护盒、设在保护盒内的传感气室和带状滤膜；其中，所述传感气室内设有前后贯穿的横截面为矩形的气道，所述气道左右侧壁上相对设有C-Lens透镜，所述的气道透过设在保护盒上的通气窗口与大气连通，其特征在于， 所述的保护盒与传感气室之间设有带状滤膜传动机构，该带状滤膜传动机构由设在传感气室上侧的两只的滚轮和设在传感气室下侧的两只的滚轮组成，其中所述的滚轮均支承在保护盒上； 所述的带状滤膜为环形，且环绕在所述滚轮上将所述气道的两端口遮盖； 所述带状滤膜的外侧设有吸尘刷，该吸尘刷支承在保护盒上，刷毛作用在带状滤膜上。
2.根据权利要求1所述的一种防尘甲烷气体光学检测探头，其特征在于，每一滚轮的支承轴上均设有皮带轮，一传动皮带环绕在所有皮带轮上。
3.根据权利要求1或2所述的一种防尘甲烷气体光学检测探头，其特征在于，所述的吸尘刷的刷毛作用在位于传感气室一侧的两只的滚轮中间的带状滤膜上。
4.根据权利要求3所述的一种防尘甲烷气体光学检测探头，其特征在于，在接近所述气道前后的两端口处的传感气室的上侧和下侧分别设有与带状滤膜厚度相适应的条形孔，所述的带状滤膜穿越条形孔将气道的两端口遮盖。
【专利摘要】本发明涉及一种防尘甲烷气体光学检测探头，该探头包括保护盒、设在保护盒内的传感气室和带状滤膜；其中，所述传感气室内设有前后贯穿的横截面为矩形的气道，所述气道左右侧壁上相对设有C-Lens透镜，所述的气道透过设在保护盒上的通气窗口与大气连通，其特征在于，所述的保护盒与传感气室之间设有带状滤膜传动机构，该带状滤膜传动机构由设在传感气室上侧的两只的滚轮和设在传感气室下侧的两只的滚轮组成，其中所述的滚轮均支承在保护盒上；所述的带状滤膜为环形，且环绕在所述滚轮上将所述气道的两端口遮盖；所述带状滤膜的外侧设有吸尘刷，该吸尘刷支承在保护盒上，刷毛作用在带状滤膜上。本探头可长期工作，避免疏于更换过滤帘而酿成安全事故。
【IPC分类】G01N21-15
【公开号】CN104634739
【申请号】CN201510025873
【发明人】何莹, 张玉钧, 徐金凤, 尤坤, 高彦伟, 刘建国, 刘文清
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月19日