一种煤矿用无线激光式甲烷测定器及测定方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，包括电池管理模块、矿用电池、稳压模块、供电开关模块、中央控制器、功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块。还公开了该无线激光式甲烷测定器的测定方法，包括步骤一，中央控制器控制供电开关模块将电流供给激光发射器，激光发射器所发出的激光经过气室中甲烷气体的吸收，含有甲烷浓度值的信号被光电接收器所接收；步骤二，光电接收器将检测到的光信号经过处理后，以电信号发送给中央控制器，中央控制器对采集到的含有甲烷浓度信息的电信号进行运算处理，并进行显示和传输。本发明专利技术的优点：响应速度快、抗干扰能力强、调校周期长、安全性能及灵敏度高。

Wireless laser type methane measurer and measuring method for coal mine

The invention discloses a wireless laser type methane measuring device for coal mine, including battery management module, battery power supply, mine regulator module, switch module, central controller, function display module, wireless data exchange module and signal acquisition module of laser methane concentration. Also disclosed is a method for the determination of the wireless laser type methane measuring device, comprising the steps of a central controller, power supply switch module supplies current to the laser emitter, a laser transmitter laser after methane gas in the gas chamber absorption, containing the signal values of the concentration of methane by photoelectric receiver; step two, photoelectric receiver will detect the optical signal after processing to transmit electrical signals to the central controller, containing methane concentration on the collected information of the central controller processing and display and transmission. The invention has the advantages of fast response speed, strong anti-interference ability, long adjustment period, high safety performance and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用无线激光式甲烷测定器及测定方法
本专利技术涉及燃气检测，尤其涉及一种煤矿用无线激光式甲烷测定器及测定方法。
技术介绍
虽然煤炭在我国国民经济建设中占有重要的地位，但是我国的煤矿安全生产问题却十分的突出，煤矿井下瓦斯爆炸是引发矿难的最主要原因。瓦斯的主要成分为甲烷，为了有效减小矿难发生的概率，煤矿需要安排专职的瓦检工作人员对井下的甲烷气体浓度及检测甲烷所使用设备的精度进行检测及校准。现有技术中的便携式甲烷浓度检测装置中最为精确的仪器为光干涉式甲烷测定器，它既可以检测煤矿井下当前位置甲烷浓度，又可以利用其检测值对其他检测设备进行标校。但是光干涉式甲烷测定器从根本上并不是直接测定甲烷的浓度，而是通过测试由于甲烷与空气的折射率不一致而引起的光干涉条纹移动量来测定甲烷浓度的大小，它对甲烷的测定属于间接的测定，并非直接的测定，并且甲烷与二氧化碳折射率是比较相近的，实质上两种气体是无法从根本原理上进行区分的，所以在测试过程中引入了钠石灰对二氧化碳进行吸收过滤，当二氧化碳浓度较低时，光干涉式甲烷测定器能够进行有效的测试，但当二氧化碳浓度过高时，光干涉式甲烷测定器上的钠石灰不能有效的将二氧化碳吸收掉，这会造成甲烷的误测，从而引起误报，所以在二氧化碳浓度含量较高的矿井下，不适合利用光干涉式甲烷测定器进行浓度测试，同时由于光干涉式甲烷测定器不具有电子显示及数据传输、存储等功能，并且其浓度检测数据曲线不具有线性，这就需要专业人员对其刻度线进行读数，不便于操作，带来了检测和记录上的不方便，而水蒸气对其还具有一定影响，需要定期更换过滤剂，增加了仪器维护的工作量。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术的目的在于提供一种响应速度快、抗干扰能力强、调校周期长、安全性能及灵敏度高的煤矿用无线激光式甲烷测定器及其测定方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其创新点在于：包括电池管理模块、矿用电池、稳压模块、供电开关模块、中央控制器、功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块，所述电池管理模块、矿用电池、稳压模块和供电开关模块依次电连接，所述供电开关模块与中央控制器双向电连接，所述功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块分别与中央控制器电连接。进一步的，所述中央控制器电连接有声光报警模块。进一步的，所述中央控制器通过单向供电指示线路与声光报警模块电连接。进一步的，所述电池管理模块、矿用电池、稳压模块和供电开关模块依次通过供电指示线路电连接。进一步的，所述供电开关模块与中央控制器通过供电指示线路双向电连接。进一步的，所述中央控制器与功能显示模块通过单向供电指示线路电连接，所述无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块分别与中央控制器通过双向供电指示线路电连接。进一步的，所述矿用电池为矿用锂电池。进一步的，所述甲烷浓度激光信号采集模块电连接有激光发射器，所述激光发射器的外端设置有气室，所述气室的另一侧设置有光电接收器，所述激光发射器与光电接收器相对设置。本专利技术的另一目的在于提供一种煤矿用无线激光式甲烷测定器的测定方法，包括步骤一，中央控制器控制供电开关模块将电流供给激光发射器，激光发射器所发出的激光经过气室中甲烷气体的吸收，含有甲烷浓度值的信号被光电接收器所接收；步骤二，光电接收器将检测到的光信号经过处理后，以电信号发送给中央控制器，中央控制器对采集到的含有甲烷浓度信息的电信号进行运算处理，甲烷浓度数据实时发送到功能显示模块进行当前甲烷浓度显示，同时数据通过无线模块进行无线数据传输。进一步的，当中央控制器运算得到的甲烷浓度超过预先设置报警点后，中央控制器向声光报警模块发出报警信号。采用上述结构后，本专利技术有益效果为：本专利技术采用激光式甲烷测定器进行测定甲烷浓度，全面的克服了光干涉式甲烷测定器所存在的无数据电子显示、使用操作困难、受其他气体、粉尘、水蒸气干扰大的问题，并且其稳定性好，检测精度高，使用简单等特点可以作为其他类型的矿用传感器的标校检验设备。附图说明图1是本专利技术中的煤矿用无线激光式甲烷测定器整体结构图；图2是本专利技术中的图3是本专利技术中的甲烷浓度激光信号采集模块的运行电路图；图4是本专利技术中的供电开关模块的运行电路图；图5是本专利技术中的声光报警模块的运行电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参看图1，本具体实施方式披露了一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，包括外部电源适配器电连接电池管理模块200，电池管理模块200通过供电指示线路电连接矿用锂电池201，矿用锂电池201电连接稳压模块202，稳压模块202电连接供电开关模块203，供电开关模块203通过供电指示线路双向电连接中央控制器100。中央控制器100电连接有声光报警模块101、功能显示模块102、无线数据交互模块103和甲烷浓度激光信号采集模块104。中央控制器100与声光报警模块101和功能显示模块102均通过单向供电指示线路进行电连接。中央控制器100与无线数据交互模块103和甲烷浓度激光信号采集模块104均通过供电指示线路双向电连接。可行的，电池管理模块200还可以具有智能充电功能，参看图2，是电池管理模块200的电路图，U2的第6引脚U206和第7引脚U207分别与矿用锂电池P1的正负引脚连接，R7与U2的第4引脚U204连接可控制P1的充电电流，C6、C7分别与U2的第5引脚连接可控制P1的最大充电时间，LED1分别与U2的第1引脚和第2引脚连接，P1开始充电时LED1点亮，充电结束后LED1熄灭，电池电压检测点R2、R3的一端引脚分别与U4的第2引脚U402相连。甲烷浓度激光信号采集模块104的运行电路如图3所示，其中U4的第28引脚U428连接U3的第3引脚U303，U3的第6引脚U306通过R13连接Q4的第1引脚Q401，Q4的第2引脚Q402连接激光发射器LD1的引脚，U4的第3引脚403连接U5的第6引脚U506，U5的第2引脚U502和第3引脚U503依次顺序连接PD1的两个引脚。声光报警模块101的运行电路图如图5所示，U4的第26引脚U426与R16连接，顺序连接Q6的第1引脚Q601，Q6的第3引脚Q603连接蜂鸣器P2的第2引脚P202来控制声报警。U4的第27引脚U427与R18连接，顺序连接Q5的第1引脚Q501，Q5的第3引脚Q503连接报警灯LED2来进行控制光报警。实现了光报警和声音报警，能够有效的避免设备故障下运行和防止故障情况运行出现错误监测数据。功能显示模块102的运行电路图如图3所示，U4的第32引脚U432、第33引脚U433分别与P3的两个引脚连接，完成U4与P3之间的数据通讯。可行的，功能显示模块102可以电连接一触屏显示屏，通过该显示屏进行显示数据，方便实用。无线数据交互模块103的运行电路图如图3所示，U4的第17引脚U417、18引脚U418、19引脚U419、20引脚U420、21引脚U421、22引脚U422分别与P4的相对应引脚连接，进行数据的收发传输。可行的，无线信号传输采用I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：包括电池管理模块、矿用电池、稳压模块、供电开关模块、中央控制器、功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块，所述电池管理模块、矿用电池、稳压模块和供电开关模块依次电连接，所述供电开关模块与中央控制器双向电连接，所述功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块分别与中央控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：包括电池管理模块、矿用电池、稳压模块、供电开关模块、中央控制器、功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块，所述电池管理模块、矿用电池、稳压模块和供电开关模块依次电连接，所述供电开关模块与中央控制器双向电连接，所述功能显示模块、无线数据交互模块和甲烷浓度激光信号采集模块分别与中央控制器电连接。2.根据权利要求1所述的一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：所述中央控制器电连接有声光报警模块。3.根据权利要求1所述的一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：所述中央控制器通过单向供电指示线路与声光报警模块电连接。4.根据权利要求1所述的一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：所述电池管理模块、矿用电池、稳压模块和供电开关模块依次通过供电指示线路电连接。5.根据权利要求1所述的一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：所述供电开关模块与中央控制器通过供电指示线路双向电连接。6.根据权利要求1所述的一种煤矿用无线激光式甲烷测定器，其特征在于：所述中央控制器与功能显示模块通过单向供电指示线路电连接，所述无线数据交互模...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昊，曾伟，于洋，王建国，刘江，何春杰，
申请(专利权)人：北京华夏艾科激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11