一种矿用激光甲烷传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及甲烷传感领域，具体涉及一种矿用激光甲烷传感器。适用于矿内甲烧测量。
【背景技术】
[0002]甲烷(CH4)是易燃易爆的气体，是矿井瓦斯主要成分，瓦斯爆炸是煤矿生产过程中发生最、破坏最严重的自然灾害。因此，必须研制瓦斯监测系统，及时检测甲烷气体的产生源、泄露源及浓度，对工矿安全运行、人身安全及环境保护有着十分重要的作用。近几年来，利用激光光谱技术进行瓦斯浓度检测成为研究的热门方向，尤其是具有连续可调谐、窄线宽、低功耗、廉价的二极管激光器的出现，使利用激光光谱技术建立甲烷探测器成为可能。研制这种探测器就要从研究甲烷分子光谱出发，发展高灵敏、高分辨率的激光光谱技术。
[0003]光谱学研究表明当光与物质相互作用时，物质受到激光光束的照射，该物质的分子就要吸收一部分光能量并将其转化为分子的振动与转动能量。在吸收过程中，气体分子只能吸收那些能量正好等于它的某两个能级的能量之差的光子(E=hv)，所以不同分子结构的气体会吸收不同频率(能量)的光子。光源的发射谱在与气体吸收谱重叠的部分会产生共振吸收，转化为气体分子的固有振动和转动能量，引起周围环境气压变化，通过测量气压变化大小就可测量气体的浓度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供了一种矿用激光甲烷传感器。可以对甲烷含量信息进行有效的检测，同时还可以对气室激光测量过程中的声音进行检测，提高甲烷含量测量的精度。
[0005]为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种矿用激光甲烷传感器，包括微控制器和气室，所述的微控制器通过激光驱动调制电路与激光发射模块连接，微控制器通过A/D转换模块与信号调制电路连接，信号调制电路分别与设置在气室内的声音传感器和光电转换模块连接，气室内还设置有反射板。
[0007]如上所述的微控制器还分别与显示模块、输出接口和报警模块连接。
[0008]如上所述的报警模块包括蜂鸣器和闪烁灯。
[0009]—种矿用激光甲烷传感器，还包括无线发送模块和无线接收模块，无线接收模块与微控制器连接。
[0010]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0011 ] 1、结构简单、使用方便；
[0012]2、安全性高，抗较差干扰；
[0013]3、使用寿命长、响应速度快；
[0014]4、测量误差小，测量范围宽。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的原理图。
[0016]图2是本实用新型的结构示意图。
[0017]图中:1_报警模块；2_输出接口；3_无线收发模块；4_浓度采集头；5_微控制器；6_A/D转换模块；7_显不模块；8_电源模块；9_激光驱动调制电路；10_彳目号调制电路；11-激光发射模块；12-光电转换模块；13-声音传感器；14_气室；15-反射板；16-进气口 ；17-悬杆；18_铭牌；19_蜂鸣器；20_壳体；21_闪烁灯。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
[0019]实施方式1:
[0020]一种矿用激光甲烷传感器，包括微控制器5和气室14，所述的微控制器5通过激光驱动调制电路9与激光发射模块11连接，微控制器5通过A/D转换模块6与信号调制电路10连接，信号调制电路10分别与设置在气室14内的声音传感器13和光电转换模块12连接，气室14内还设置有反射板15。微控制器5还分别与显示模块7、输出接口 2和报警模块I连接。报警模块I包括蜂鸣器19和闪烁灯21。还包括与微控制器5连接的无线收发丰旲块3。
[0021]微控制器5可控制激光驱动调制电路9使得激光发射模块11发出可调谐光源，当激光发射模块11发出的波长在甲烷气体某一吸收峰附近时，通过温控调节和电流调节将激光器发出的波长控制在相对应的甲烷气体吸收峰处。当这种特定波长的光子被甲烷分子吸收后，受激的甲烷分子通过无辐射跃迀将光能转化为热能，气体样品的温度变化引起了气压的变化。当光能被调制时，产生的热量是周期性的，因此产生被调制的气压，并出现了声波。同时，激光发射模块11发射的激光通过反射板15反射后由光电转换模块12接收采集光信号，对声波用声音传感器13进行探测得到声音信号。光信号和声音信号通过信号调制电路10调制后输入到A/D转换模块8，进而输入到微控制器5。微控制器5可以通过查表或者其他方式获得当前甲烷浓度值，并将甲烷浓度值通过显示模块7进行显示，当甲烷浓度超过设定值时，还可以通过报警模块I进行声光报警、通过输出接口 2输出开关量。微控制器5还可以通过无线收发模块3将甲烷浓度信号进行无线传输。
[0022]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种矿用激光甲烷传感器，包括微控制器(5)和气室(14)，其特征在于，所述的微控制器(5)通过激光驱动调制电路(9)与激光发射模块(11)连接，微控制器(5)通过A/D转换模块(6)与信号调制电路(10)连接，信号调制电路(10)分别与设置在气室(14)内的声音传感器(13)和光电转换模块(12)连接，气室(14)内还设置有反射板(15)。2.根据权利要求1所述的一种矿用激光甲烷传感器，其特征在于，所述的微控制器(5)还分别与显示模块(7)、输出接口(2)和报警模块(I)连接。3.根据权利要求2所述的一种矿用激光甲烷传感器，其特征在于，所述的报警模块(I)包括蜂鸣器(19)和闪烁灯(21)。4.根据权利要求1所述的一种矿用激光甲烷传感器，其特征在于，还包括与微控制器(5)连接的无线收发模块(3)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用激光甲烷传感器，包括微控制器和气室，所述的微控制器通过激光驱动调制电路与激光发射模块连接，微控制器通过A/D转换模块与信号调制电路连接，信号调制电路分别与设置在气室内的声音传感器和光电转换模块连接，气室内还设置有反射板。本实用新型结构简单、使用方便；安全性高，抗较差干扰；使用寿命长、响应速度快；测量误差小，测量范围宽。
【IPC分类】G01N21/17
【公开号】CN204924911
【申请号】CN201520591614
【发明人】张向前, 王二飞, 黄双虎
【申请人】济源大地通信科技有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月3日