[实用新型]具有污染提示报警能力的矿用瓦斯管路火灾探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及瓦斯爆燃瞬间紫外、红外辐射的探测及火警信号输出，特别是具有污染提示报警能力的矿用瓦斯管路火灾探测器，用于快速探测煤矿环境中可能出现的火灾或瓦斯管路中出现的爆燃现象，防止火灾或瓦斯爆燃对煤矿及人身安全造成伤害。

背景技术

近年来我国重特大瓦斯爆炸事故频繁发生，国内外对此都表示了极大的关注，防止瓦斯事故的发生已经成为保证煤矿安全生产的首要任务。同时，煤层瓦斯（煤层气）作为一种优质、高热、洁净、方便的“绿色”能源，其开发的重要性正开始为人们所认识。

近年来煤与瓦斯安全共采理论与技术被提出并得到了较大的发展，在煤与瓦斯安全共采的过程中，势必造成瓦斯在抽采设备或抽采巷道当中积聚，如何采取有效措施防止瓦斯在抽采过程中发生爆炸，是煤与瓦斯安全共采理论与技术研究的一个重要课题。

对瓦斯爆炸传播机理及危害的研究表明，瓦斯爆炸冲击波超压、冲击波速度、波后气体温度、火焰速度等，在相当长的一段距离中都具有巨大的破坏作用，实现瓦斯早期抑爆，可以增大抑爆几率，缩小爆炸影响范围，降低因爆炸造成的损失。

目前瓦斯早期抑爆技术主要存在以下3个技术难题：1、及时探测到瓦斯爆炸感应期和高灵敏度探测器的研发；2、具有阻爆抑爆功能的超细材料的研发；3、在爆炸感应期瞬时喷射抑爆材料技术和高可靠性设备的研发。同时矿井井下环境为人工照明，背景光单一，易于辨识因瓦斯爆炸产生的异常光辐射信号，因此针对瓦斯爆炸前期特别是感应期内光学特征，研制快速响应、准确探测的光学探测器具有绝对重要的意义。

我国传统使用的井下隔爆方式均为隔爆岩粉棚和隔爆水棚等被动式隔爆方式，实践研究证明，瓦斯煤尘爆炸强度很弱时，被动式隔爆措施失效，即不能阻止爆炸火焰的继续传播；同时由于现场使用过程中，通风蒸发、煤粉污染、潮湿结块等原因，很难起到预期的隔爆效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供具有污染提示报警能力的矿用瓦斯管路火灾探测器，以便针对煤矿瓦斯管路的特定环境，长期可靠工作、并能快速准确探测火焰光谱辐射的探测器，满足煤矿环境安装及工作要求的结构设计。

本实用新型的目的是这样实现的，具有污染提示报警能力的矿用瓦斯管路火灾探测器，其特征是：包括探测器壳体，探测器壳体内部设计有单片机、紫外敏感元、红外敏感元、石英窗，在石英窗内外侧分别有红外接收管和红外发射管，紫外敏感元、红外敏感元、红外接收管和红外发射管分别与单片机电连接，单片机通过控制红外发射管向石英窗内发射红外光。

所述的探测器壳体为Φ90×120mm的圆柱体，底部为Φ220mm的圆形法兰盘，圆形法兰盘通有8个Φ18mm的安装孔，探测器顶部为熔融石英窗光学窗口，石英窗、底部法兰盘与探测器结合处均采用密封垫圈进行密封处理，探测器内部设计有印制电路板，电路板上安装紫外敏感元、红外敏感元、火警、状态指示灯和红外发射管，其中红外发射管安装在石英窗外部，通过导线将信号引入印制电路板，红外接收管安装在探测器内部电路板上，两个管子形成180°对射关系。

所述的石英窗为斜坡。

所述的紫外敏感元和红外敏感元分为紫外光电管和PbS红外敏感元。

所述的红外敏感元处安装1个微型白炽灯。

所述的红外接收管和红外发射管采用一对辐射峰值为0.89μm的红外发射管。

所述的单片机是嵌入式ARM单片机。

本实用新型的优点是：1、分别采用紫外、红外敏感元对火焰辐射光谱进行探测，通过软件算法将两路信号相“与”后，输出火警信号；2、通过结构设计，将一对红外发射管、接收管安装在探测器窗口的内外，通过判断红外发射管、接收管信号特性，判断探测器窗口的污染程度，输出污染提示信号；3、设计CAN总线接口，按照通讯协议上报探测器火警及状态信息；4、按照煤矿标准要求进行结构设计，通过光学材料选取保证探测器的光学窗口，选择适合矿井管道使用的金属材料进行合理的结构设计，即保证探测器的密封等级，又满足探测器抗振动、抗冲击和耐腐蚀的要求。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1是矿用瓦斯管路火灾探测器外形图；

图2是矿用瓦斯管路火灾探测器原理框图。

图中：1、火警、状态指示灯；2、红外发射管；3、状态指示灯；4、紫外敏感元；5、红外接收管；6、红外敏感元；7、安装法兰盘；8、探测器壳体;9、单片机；801、底部；802、安装孔；803、石英窗；804、探测器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型技术方案中所涉及的各个细节问题。