[发明专利]一种光纤传感瓦斯检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤传感瓦斯检测装置，利用光纤传感器实现瓦斯检测功能，属于煤炭技术应用领域，特别是一种瓦斯监测技术领域。

背景技术

煤炭是我国目前最主要的能源，煤炭开采过程中，经常出现瓦斯浓度过高，而产生矿难。我们国家的矿难死亡率与发达国家甚至发展中国家相比，是有较大差距的，百万吨死亡率可以打到0.1%以下，而我们2010年全国瓦斯事故死亡人数打到623人，其百万吨死亡率达到了0.749%。这种差距是需要引起我们高度注重以及要努力研发解决难题的。

瓦斯是在一个指定环境或特定的作业过程中有害气体总称。它的主要成分是甲烷是一种无色无味的可燃性气体，其主要在深层的地下。瓦斯是一种无色无味的气体，当它在空气中的浓度增加时，会造成环境中氧气含量的降低，使人们受到窒息威胁：而且当在空气环境中含量达到40%以上就会立刻导致人员伤亡。在室外或者新鲜空气环境中，其浓度达到5%-16%，遇到明火或者引燃，就会发生剧烈的爆炸燃烧。

现今我国的煤矿事故仍然偶有发生，瓦斯爆炸产生的大量有害气体，更造成了无可避免的死亡。大型的瓦斯爆炸事故造成严重的损失也引起了各界的高度重视，在我国的煤矿事故而言，瓦斯事故的占比已经超过一半，严重的威胁了井下人员的生命安全。甲烷的密度小于空气，一般会聚集在矿井顶板或者近开挖面，这给甲烷的远程检测的研究和开发变得非常必要。如果不能够对于瓦斯浓度的快速准确的检测，这会很大的制约煤矿的生产的安全稳步发展，所以对于瓦斯浓度的及时检测也成为了煤矿企业安全生产的首要和必要选择。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明一种光纤传感瓦斯检测装置的目的是有效监测矿井中瓦斯浓度。

技术方案：一种光纤传感瓦斯检测装置,包括激光器控制电路（1-1）、激光器（1-2）、光学发射装置（1-3）、气室电动进气口（1-4）、测量气室（1-5）、气室电动出气口（1-6）、光学接收探测器（1-7）、激光器控制电路（2-1）、激光器（2-2）、光学发射装置（2-3）、气室电动进气口（2-4）、测量气室（2-5）、气室电动出气口（2-6）、光学接收探测器（2-7）、激光器控制电路（k-1）、激光器（k-2）、光学发射装置（k-3）、气室电动进气口（k-4）、测量气室（k-5）、气室电动出气口（k-6）、光学接收探测器（k-7）、数据采集处理（8）、计算机显示器（9）；

激光器控制电路（1-1）、激光器（1-2）、光学发射装置（1-3）、气室电动进气口（1-4）、测量气室（1-5）、气室电动出气口（1-6）、光学接收探测器（1-7）构成第Ⅰ个检测点：激光器控制电路（1-1）的输出与激光器（1-2）的控制端口连接，激光器（1-2）的光源输出照射到光学发射装置（1-3），光学发射装置（1-3）将激光器（1-2）的输出光源进行准直后，照射到测量气室（1-5）光源入射口，准直后的光源进入测量气室（1-5）后从测量气室（1-5）的光源输出口照射到光学接收探测器（1-7），光学接收探测器（1-7）接收到带有气体浓度信息的光信号，进行光电转换，将电信号送至数据采集处理（8），数据采集处理（8）的将信号送至计算机显示器（9）；

第k个检测点：激光器控制电路（k-1）的输出与激光器（k-2）的控制端口连接，激光器（k-2）的光源输出照射到光学发射装置（k-3），光学发射装置（k-3）将激光器（k-2）的输出光源进行准直后，照射到测量气室（k-5）光源入射口，准直后的光源进入测量气室（k-5）后从测量气室（k-5）的光源输出口照射到光学接收探测器（k-7），光学接收探测器（2-7）接收到带有气体浓度信息的光信号，进行光电转换，将电信号送至数据采集处理（8），数据采集处理（8）的将信号送至计算机显示器（9）。

第1个检测点到第k个检测点的结构与功能完全一致，很容易实现拓展。

一种光纤传感瓦斯检测装置，其特征在于采用光纤法布里-珀罗(F-P)干涉传感器，在测量气室（1-5）是有法布里-珀罗结构构成的。

一种光纤传感瓦斯检测装置，其特征在于有两种运行模式，抽样检测模式和在线检测模式：

抽样检测模式：气室电动进气口（1-4）打开，泵入待检测气体，同时关闭气室电动出气口（1-6），当测量气室（1-5）充满气体时，关闭气室电动进气口（1-4）；当检测完成后，打开气室电动出气口（1-6），抽出测量气室（1-5）内的气体，为下一次检测做好准备；