激光瓦斯检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测领域，具体地，涉及一种激光瓦斯检测装置。

背景技术：

煤炭行业中的瓦斯(或甲烷)灾害始终是煤矿安全生产的大敌。在煤矿开采过程中，随着开采进行安全方面的隐患逐渐增多，瓦斯事故，特别是重大、特大瓦斯事故在煤矿事故中占的比例逐年升高。

煤矿中瓦斯的主要成分是甲烷，约占83％-89％，瓦斯是煤矿自然灾害的重要根源。瓦斯达到一定浓度能使人窒息、遇火源爆炸，瓦斯爆炸还极易引起煤尘爆炸。煤与瓦斯突出也是一种强烈的动力现象和严重的灾害。

及时、准确地检测甲烷气体的产生源、泄漏源及浓度，对于工矿安全运行、人身安全和环境保护都有着重要的作用。

现有技术中提供了多种瓦斯检测方案，例如，电化学式瓦斯检测装置、红外线瓦斯检测装置等。然而，现有技术中的检测装置大都需要在检测位置附近固定设置，然后通过信号线将检测结果向中控系统反馈。中控系统接收到检测结果之后，向操作人员显示相关信息。这样的检测方式当出现瓦斯浓度增高的危险情况时，难以及时消除危险情况。

因此，现有技术中急需一种能够灵活高效实现瓦斯检测并降低瓦斯浓度的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种设备，该设备能够高效进行瓦斯检测并有效降低瓦斯浓度，且使用方式灵活。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种激光瓦斯检测装置，该装置包括：信号发生电路，被配置成产生驱动激光发射器的测量信号；所述激光发射器，被配置成响应于所述测量信号发射激光束；反射光接收器，被配置成接收反射激光束；信号分析电路，被配置成对所述反射激光束进行分析得到瓦斯检测结果；以及吹风装置，与所述信号分析电路耦合，被配置成当所述检测结果为超限时向检测位置吹风。

进一步地，所述信号发生电路包括：信号发生器，被配置成产生初始测量信号；以及脉冲放大器，被配置成将所述初始测量信号放大输出所述测量信号。

进一步地，所述信号分析电路包括：A/D转换器，被配置成将所述反射光接收器输出的模拟电信号转换成数字信号；信号比较器，被配置成将所述数字信号与参考信号进行比较；以及结果判断器，被配置成根据所述信号比较器的比较结果确定瓦斯检测结果。

进一步地，所述装置还包括：声光报警器，与所述信号分析电路耦合，被配置成当所述瓦斯检测结果为超限时报警。

进一步地，所述反射光接收器包括接收光纤和光线传感器，其中，所述接收光线，被配置成接收所述反射激光束；以及所述光线传感器，被配置成根据所述反射激光束输出模拟电信号。

进一步地，所述装置还包括：触发开关，被配置成在触发时使所述信号发生电路上电。

通过上述技术方案，提供了一种激光瓦斯检测装置，该装置能够高效进行瓦斯检测并在检测结果为超限时有效降低瓦斯浓度，且使用方式灵活。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一个实施方式提供的一种激光瓦斯检测装置；以及

图2是是本实用新型另一个实施方式提供的激光瓦斯检测装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型一个实施方式提供的一种激光瓦斯检测装置。如图1所示，本实用新型提供一种激光瓦斯检测装置，该装置包括：信号发生电路11，被配置成产生驱动激光发射器的测量信号；所述激光发射器12，被配置成响应于所述测量信号发射激光束；反射光接收器13，被配置成接收反射激光束；信号分析电路14，被配置成对所述反射激光束进行分析得到瓦斯检测结果；以及吹风装置15，与所述信号分析电路耦合，被配置成当所述检测结果为超限时向检测位置吹风。

通过上述技术方案，提供了一种激光瓦斯检测装置，该装置能够高效进行瓦斯检测并在检测结果为超限时向检测位置吹风以有效降低瓦斯浓度，且使用方式灵活。

在本实用新型的实施方式中提供的激光瓦斯检测装置可以是基于红外吸收分光检测原理，例如可以使用激光二极管作为光源。由于激光可被甲烷进行吸收，测量时，将激光瓦斯检测装置指向目标探测物如管道、断头巷端部、地表等，通过接收被反射回来的激光束来测量激光束的吸收系数，从而实现检测甲烷堆或泄漏的目的。检测装置可以采用柱体密度(即甲烷密度PPM乘以甲烷柱体高度M)作为测量单位。

在本实用新型的实施方式中，可以采用可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体种类和浓度。

图2是是本实用新型另一个实施方式提供的激光瓦斯检测装置。如图2所示，在实施方式中，所述信号发生电路11可以包括：信号发生器111，被配置成产生初始测量信号；以及脉冲放大器112，被配置成将所述初始测量信号放大输出所述测量信号。

在实施方式中，信号发生器111可以是按照预定程序输出恒定或可变的初始测量信号。在一个实施方式中，信号发生器111输出的信号可以是正弦波。在另一个实施方式中，信号发生器111输出的信号可以是三角波。在再一个实施方式中，信号发生器111输出的信号可以是矩形波。

脉冲放大器112可以是能够对电信号进行放大输出的各种类型的放大器，例如晶体管放大器、集成运算放大器等。

在实施方式中，所述反射光接收器13可以包括接收光纤131和光线传感器132，其中，所述接收光线131，被配置成接收所述反射激光束；以及所述光线传感器132，被配置成根据所述反射激光束输出模拟电信号。

在实施方式中，所述信号分析电路14可以包括：A/D转换器141，被配置成将所述反射光接收器13输出的模拟电信号转换成数字信号；信号比较器142，被配置成将所述数字信号与参考信号进行比较；以及结果判断器143，被配置成根据所述信号比较器的比较结果确定瓦斯检测结果。

在实施方式中，所述装置还可以包括：声光报警器16，与所述信号分析电路14耦合，被配置成当所述瓦斯检测结果为超限时报警。

在实施方式中，所述装置还可以包括：触发开关(未示出)，被配置成在触发时使所述信号发生电路11上电。通过触发开关，可以手动控制激光瓦斯检测装置工作或停止。在一个实施方式中，可以设置激光瓦斯检测装置始终工作，通过触发开关可以将激光瓦斯检测装置停止。在另一个实施方式中，可以设置激光瓦斯检测装置始终停止，通过触发开关可以将激光瓦斯检测装置激活从而开始工作。

本实用新型提供的激光瓦斯检测装置主要具有以下优点：

恶劣环境适应能力强，无需采样预处理系统，实现现场在线连续测量；

克服了背景气体、水分和粉尘的吸收干扰，测量精度大大提高；

响应速度快，实现工业过程实时在线管理，并能及时消除或减轻检测到的风险；

可同时检测多种气体参数，能测量分析多种气体，应用面广，仪器发展潜力大；

光纤传输特性使系统的应用更加灵活，性价比更高。

本实用新型实施方式提供的激光瓦斯检测装置可用于煤矿、隧道挖掘、天然气开采输运等领域。此外，采用TDLAS技术可同时在线测量气体的浓度、温度和流速等，并可实现多种气体如CO、CO₂、O₂、HF、HCl、CH₄、NH₃、H₂O、H₂S、HCN、C₂H₂、C₂H₄等的自动检测。

本实用新型实施方式提供的激光瓦斯检测装置的举例的主要性能指标如下：

甲烷探测范围0.01-99％；

测量误差≤±1％F.S；

响应时间<1S；

环境温度0-40°；

报警方式为声、光报警。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。