一种矿用本安型激光甲烷传感器的制作方法

1.本实用新型涉及矿用传感器设备领域，具体涉及一种矿用本安型激光甲烷传感器。


背景技术：

2.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。
3.目前矿井内所使用的甲烷检测设备主要为激光式甲烷传感器，其设计原理采用可调谐激光光谱吸收检测方法，当激光器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制将激光器发出的波长控制在相对应的甲烷气体吸收峰处，然后加入正弦波和三角波叠加后的调制信号对激光波长进行调制，通过锁相放大技术来检测由于甲烷气体浓度变化而引起的二次谐波信号，从而达到对甲烷气体浓度检测的目的。
4.然而，市面上的激光甲烷传感器普遍存在一个缺陷，即壳体组装较为麻烦，且组装后防水、防杂质效果较差，对内部元器件易造成损坏。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种矿用本安型激光甲烷传感器，其解决了现有矿用激光甲烷传感器存在的壳体组装较为麻烦，且组装后防水、防杂质效果较差的问题。
6.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
7.一种矿用本安型激光甲烷传感器，包括防爆壳体，以及设在防爆壳体内的传感装置和电源装置，所述传感装置用于检测甲烷浓度，所述电源装置用于为传感装置供电，所述防爆壳体由壳身和壳盖组成，所述壳身的背面开有通口，所述通口的边缘壁上开有若干个插槽，所述壳盖的尺寸与通口尺寸相同，壳盖内部开有若干条通道，所述通道内活动设有插条，所述插条一端弯折后从壳盖的顶面伸出形成拉帽，且在通道内设有与该端头位置连接的弹簧，插条另一端从壳盖的侧边向外延伸，且插条延伸的位置与插槽的位置一一对应，所述壳盖的顶面边缘位置设有一圈密封条。
8.进一步改进在于，所述通口呈矩形，所述插槽至少分布在通口其中一组相对的边缘壁上。
9.进一步改进在于，所述密封条由压条和橡胶圈组成，所述压条连接于壳盖的顶面边缘且向壳盖外周延伸，所述橡胶圈设于压条的底面。
10.进一步改进在于，所述橡胶圈的截面呈半椭圆形。
11.进一步改进在于，所述壳身、壳盖和压条均采用不锈钢材质。
12.进一步改进在于，所述传感装置包括cpu处理器，以及与cpu处理器信号输出端连接的数码管显示器和声光报警器，以及与cpu处理器信号输入端连接的遥控接收装置，以及与cpu处理器双向通信连接的激光采样头、存储器和信号输出装置。
13.进一步改进在于，所述电源装置在壳身的侧边设有电源接口。
14.进一步改进在于，所述防爆壳体的外表面涂有耐腐蚀涂层。
15.进一步改进在于，所述防爆壳体上设有手柄。
16.本实用新型的有益效果在于：该激光甲烷传感器的防爆壳体由壳身和壳盖组成，组装、拆卸方便，且组装后使用时具有良好的防水、防杂质灰尘效果，使得传感器内部元器件受到较好的保护，使用寿命长且检测精度稳定。
附图说明
17.图1为本实用新型的正面结构示意图；
18.图2为本实用新型的背面结构示意图；
19.图3为防爆壳体中壳身与壳盖分解后的剖面图；
20.图4为本实用新型的电路原理框图；
21.图中：1、壳身；2、壳盖；3、通口；4、插槽；5、通道；6、插条；7、拉帽；8、弹簧；9、压条；10、橡胶圈；11、电源接口；12、手柄。
具体实施方式
22.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
23.结合图1至图4所示，一种矿用本安型激光甲烷传感器，包括防爆壳体，以及设在防爆壳体内的传感装置和电源装置，传感装置用于检测甲烷浓度，电源装置用于为传感装置供电，防爆壳体由壳身1和壳盖2组成，壳身1的背面开有通口3，通口3的边缘壁上开有若干个插槽4，壳盖2的尺寸与通口3形状、尺寸相同，壳盖2内部开有若干条通道5，通道5内活动设有插条6，插条6一端弯折后从壳盖2的顶面伸出形成拉帽7，且在通道5内设有与该端头位置连接的弹簧8，插条6另一端从壳盖2的侧边向外延伸，且插条6延伸的位置与插槽4的位置一一对应，壳盖2的顶面边缘位置设有一圈密封条。
24.该传感器专门为管道道瓦斯抽放监测应用而设计，可直接安装在瓦斯抽放管道内，工作稳定，不受管道内水、杂质等的影响。在需要组装壳身1和壳盖2时，只需用手指挤压各个拉帽7，使插条6向壳盖2中间收缩，再将壳盖2扣在通口3位置，使密封条压在通口3的口沿处，此时松开拉帽7，插条6在弹簧8的作用下向外伸出，并插入各个插槽4内，这样壳盖2就完成组装了，并且密封条恰好将壳盖2边缘的缝隙密封，提高防水、防杂质灰尘的效果。
25.本实用新型中，通口3呈矩形，插槽4至少分布在通口3其中一组相对的边缘壁上。一般情况下，插槽4可设置四个，四个插槽4对称分列在通口3的对立边缘壁上，便于组装时挤压用力。
26.本实用新型中，密封条由压条9和橡胶圈10组成，压条9连接于壳盖2的顶面边缘且向壳盖2外周延伸，橡胶圈10设于压条9的底面。特别的，橡胶圈10的截面呈半椭圆形。在壳盖2组装好后，橡胶圈10会紧紧的贴在壳身1上，且自身发生一定的形变，增加密封效果。
27.本实用新型中，壳身1、壳盖2和压条9均采用不锈钢材质，强度较高。
28.本实用新型中，传感装置包括cpu处理器，以及与cpu处理器信号输出端连接的数
码管显示器和声光报警器，以及与cpu处理器信号输入端连接的遥控接收装置，以及与cpu处理器双向通信连接的激光采样头、存储器和信号输出装置。传感装置的激光采样头是基于调频半导体激光吸收光谱技术(tdlas)。通过调制特定波长激光器的驱动电流，实现对其输出频率的调制。当该光束通过探头上的气室时，甲烷在激光调制到其吸收谱线时产生吸收，该吸收量使用光探测器和高次谐波锁相放大技术探测，转换成相应甲烷浓度。传感器cpu接收激光采样头的浓度信号，进过计算、补偿后，通过数码管显示甲烷浓度值，同时输出信号至配接设备，供远程采集；传感器具有遥控调校零点和灵敏度，还具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。
29.本实用新型中，电源装置在壳身的侧边设有电源接口11，用于电源输入。另外，电源接口11也需要做防水处理。
30.本实用新型中，防爆壳体的外表面涂有耐腐蚀涂层，耐腐蚀涂层可以选用镉涂层，耐腐蚀效果好。
31.本实用新型中，防爆壳体上设有手柄12，便于提拉。
32.该矿用本安型激光甲烷传感器在下列环境条件下可靠工作：
33.a)环境温度：0℃～+40℃；
34.b)平均相对湿度：≤95％(+25℃)；
35.c)大气压力：50kpa～130kpa；
36.d)煤矿井下有瓦斯，煤尘爆炸危险的环境，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体场所。
37.矿用本安型激光甲烷传感器的主要参数：
38.电气性能：a)额定工作电压：25v.dc；b)工作电流：≤150ma。
39.测量范围：0.00％ch4～100％ch4；分辨率：在0.00％ch4～9.99％ch4范围内分辨率为0.01％ch4；在10.0％ch4～100％ch4范围内分辨率为0.1％ch4。
40.信号输出制式：数字信号；传输方式：半双工、rs485；传输速率：2400bps；信号工作电压峰峰值：≤12v。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。