一种瓦斯气体浓度检测装置制造方法及图纸

技术编号:19400924 阅读:189 留言:0更新日期:2018-11-10 06:16
本实用新型专利技术公开了一种瓦斯气体浓度检测装置,包括检测管道、扬声器、微处理器模块、数据存储器模块和数据采集卡,检测管道的上端靠右侧设置有瓦斯气体输入端口,检测管道的下端靠左侧设置有瓦斯气体输出端口,检测管道的右端设置有扬声器接口,扬声器连接在扬声器接口上,检测管道内中部设置有两个双开孔采样空心球,检测管道的左半部分上端内壁上设置有第一传声器,检测管道的右半部分上端内壁上设置有第二传声器;微处理器模块的输入端接有按键操作电路模块,微处理器模块的输出端接有正弦波信号发生器和液晶显示屏。本实用新型专利技术结构简单,设计新颖合理,实现方便且成本低,能够有效提高瓦斯气体浓度检测精度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯气体浓度检测装置
本技术属于气体浓度检测
,具体涉及一种瓦斯气体浓度检测装置。
技术介绍
瓦斯是煤矿开采中常见的气体,一旦发生瓦斯爆炸事故,煤矿损失巨大。预防瓦斯爆炸技术的一个关键就在于准确地检测瓦斯气体浓度。但是,当前井下的瓦斯检测传感器主要使用的是催化传感元件和光学仪器。催化传感元件检测浓度范围较小,测量结果稳定性较差。光学仪器精确度高,但存在实验仪器复杂,成本较高,不利于大批量推广应用的问题。例如,《煤炭学报》的2006第31卷中,文献《基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器的实验》中研制了基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器。《中北大学学报(自然科学版)》的2008年第29卷汇总,文献《基于光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术》中提出了一种瓦斯特征光谱吸收特性和二次谐波检测原理的煤矿瓦斯监测方法。但是,目前的测量技术普遍还存在结构复杂、测量可靠性不高的问题。为了解决以上问题,学者们提出了采用声学谐振腔实现瓦斯检测的方法,例如,《压电与声光》的2010年第4期《基于声学谐振腔的新型瓦斯气体传感器的研究》一文中,提出了一种基于声学谐振腔的瓦斯气体传感器,通过压电谐振腔的谐振频率的偏移量检测混合气体中瓦斯气体的含量。申请号为201710026720.9的中国专利技术专利提供了一种基于声学谐振腔的瓦斯气体浓度测量系统及方法,其中给出了采用单一双开孔采样空心球与待测气体不断的耦合来检测内部待测气体浓度的方法,数据处理器调出扫描频率点对应的采集数据,并从采集数据中找出每个频率点对应的最大值,然后在这些最大值中查找出最小值,该最小值所对应的扫描频率点即为谐振频率,将谐振频率带入方法中给出的计算公式就能够计算出待测提起中的瓦斯浓度;但是,由于双开孔采样空心球的单一化,导致检测精度较低,不利于实际应用。为了进一步解决该问题,想到采用两个双开孔采样空心球进行采样,分别根据两个谐振频率计算得到两个瓦斯浓度,再取平均值的方法测量瓦斯气体浓度,能够有效提高检测精度,但是,现有技术中还缺乏能够实现该方法的瓦斯气体浓度检测装置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种瓦斯气体浓度检测装置,其结构简单,设计新颖合理,实现方便且成本低,能够有效提高瓦斯气体浓度检测精度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。为解决上述技术问题,本技术采用的技术方案是:一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:包括检测管道和扬声器,以及微处理器模块、均与微处理器模块相接的数据存储器模块和数据采集卡,所述检测管道的左端为封闭端口且左端内壁上设置有吸声材料,所述检测管道的上端靠右侧设置有瓦斯气体输入端口,所述检测管道的下端靠左侧设置有瓦斯气体输出端口,所述检测管道的右端设置有扬声器接口,所述扬声器连接在扬声器接口上且扬声器的出口朝向检测管道内部设置,所述检测管道内中部设置有两个双开孔采样空心球,所述检测管道的左半部分上端内壁上设置有第一传声器,所述检测管道的右半部分上端内壁上设置有第二传声器;所述微处理器模块的输入端接有按键操作电路模块,所述微处理器模块的输出端接有正弦波信号发生器和液晶显示屏,所述扬声器与正弦波信号发生器的输出端连接,所述第一传声器的输出端和第二传声器的输出端均与数据采集卡的输入端连接。上述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:两个所述双开孔采样空心球一上一下固定连接在泡沫模型上后固定连接在检测管道内中部。上述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述微处理器模块包括单片机。上述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述单片机为单片机STM32F103R8T6,所述单片机STM32F103R8T6的引脚1通过电阻R17与3.3V电源的输出端相接,所述单片机STM32F103R8T6的引脚5与引脚6之间接有晶振Y1,所述单片机STM32F103R8T6的引脚5通过非极性电容C9接地,所述单片机STM32F103R8T6的引脚6通过非极性电容C19接地,所述单片机STM32F103R8T6的引脚13通过电感L1与3.3V电源的输出端相接,所述单片机STM32F103R8T6的引脚12、引脚31、引脚47、引脚63和引脚18均接地,所述单片机STM32F103R8T6的引脚12与引脚13之间接有电容C41,所述单片机STM32F103R8T6的引脚32、引脚48、引脚64和引脚19均与3.3V电源的输出端相接,所述单片机STM32F103R8T6的引脚28通过电阻R28接地。上述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述数据存储器模块为数据存储芯片AT24C02,所述数据存储芯片AT24C02的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地,所述数据存储芯片AT24C02的引脚5与所述单片机STM32F103R8T6的引脚39相接且通过电阻R21与3.3V电源的输出端相接,所述数据存储芯片AT24C02的引脚6与所述单片机STM32F103R8T6的引脚40相接且通过电阻R20与3.3V电源的输出端相接,所述数据存储芯片AT24C02的引脚7与所述单片机STM32F103R8T6的引脚51相接,所述数据存储芯片AT24C02的引脚8与3.3V电源的输出端相接。上述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述数据采集卡为串口数据采集卡,所述串口数据采集卡与单片机STM32F103R8T6的串口连接。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、本技术的结构简单,设计新颖合理,实现方便且成本低。2、本技术为采用两个双开孔采样空心球进行采样来基于声学谐振腔进行瓦斯气体浓度检测提供了一种检测装置,扬声器、两个双开孔采样空心球、第一传声器和第二传声器在检测管道内的布设合理,第一传声器能够检测扬声器发射出的声波特征信息,第二传声器能够检测由扬声器发射出并分别穿过两个双开孔采样空心球后的声波特征信息,能够为根据两个谐振频率计算得到两个瓦斯浓度,再取平均值的方法测量瓦斯气体浓度的方法提供很好的检测装置,能够有效提高瓦斯气体浓度检测精度。3、本技术应用在煤矿开采中进行瓦斯气体浓度的检测,能够有效预防瓦斯爆炸,减少煤矿损失,本技术的实用性强,使用效果好,便于推广使用。综上所述,本技术的结构简单,设计新颖合理,实现方便且成本低,能够有效提高瓦斯气体浓度检测精度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。下面通过附图和实施例,对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术微处理器模块与其他各单元的连接关系示意图。图3为本技术微处理器模块的电路原理图。图4为本技术数据存储器模块的电路原理图。附图标记说明:1—检测管道;2—微处理器模块;3—扬声器;4—吸声材料;5—瓦斯气体输入端口;6—瓦斯气体输出端口;7—泡沫模型;8—双开孔采样空心球;9—第一传声器;10—第二传声器;11—数据存储器模块;12—按键操作电路模块;13—正弦波信号发生器;14—数据采集卡;15—液晶显示屏。具体实施方式如图1和图2所示,本技术的瓦斯气体浓度检测装置,包括检测管道1和扬声器3,以及微处理器模块2、均与微处理器模块2相接的数据存储器模块11和数据采本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:包括检测管道(1)和扬声器(3),以及微处理器模块(2)、均与微处理器模块(2)相接的数据存储器模块(11)和数据采集卡(14),所述检测管道(1)的左端为封闭端口且左端内壁上设置有吸声材料(4),所述检测管道(1)的上端靠右侧设置有瓦斯气体输入端口(5),所述检测管道(1)的下端靠左侧设置有瓦斯气体输出端口(6),所述检测管道(1)的右端设置有扬声器接口,所述扬声器(3)连接在扬声器接口上且扬声器(3)的出口朝向检测管道(1)内部设置,所述检测管道(1)内中部设置有两个双开孔采样空心球(8),所述检测管道(1)的左半部分上端内壁上设置有第一传声器(9),所述检测管道(1)的右半部分上端内壁上设置有第二传声器(10);所述微处理器模块(2)的输入端接有按键操作电路模块(12),所述微处理器模块(2)的输出端接有正弦波信号发生器(13)和液晶显示屏(15),所述扬声器(3)与正弦波信号发生器(13)的输出端连接,所述第一传声器(9)的输出端和第二传声器(10)的输出端均与数据采集卡(14)的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:包括检测管道(1)和扬声器(3),以及微处理器模块(2)、均与微处理器模块(2)相接的数据存储器模块(11)和数据采集卡(14),所述检测管道(1)的左端为封闭端口且左端内壁上设置有吸声材料(4),所述检测管道(1)的上端靠右侧设置有瓦斯气体输入端口(5),所述检测管道(1)的下端靠左侧设置有瓦斯气体输出端口(6),所述检测管道(1)的右端设置有扬声器接口,所述扬声器(3)连接在扬声器接口上且扬声器(3)的出口朝向检测管道(1)内部设置,所述检测管道(1)内中部设置有两个双开孔采样空心球(8),所述检测管道(1)的左半部分上端内壁上设置有第一传声器(9),所述检测管道(1)的右半部分上端内壁上设置有第二传声器(10);所述微处理器模块(2)的输入端接有按键操作电路模块(12),所述微处理器模块(2)的输出端接有正弦波信号发生器(13)和液晶显示屏(15),所述扬声器(3)与正弦波信号发生器(13)的输出端连接,所述第一传声器(9)的输出端和第二传声器(10)的输出端均与数据采集卡(14)的输入端连接。2.按照权利要求1所述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:两个所述双开孔采样空心球(8)一上一下固定连接在泡沫模型(7)上后固定连接在检测管道(1)内中部。3.按照权利要求1所述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述微处理器模块(2)包括单片机。4.按照权利要求3所述的一种瓦斯气体浓度检测装置,其特征在于:所述单片机为单片机STM32F103R8T6,所述单片机STM32F103R8T6的引脚1通过电阻R17与3.3V电源的输出端相接,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘刚郝丽梅屈高阳许宇郭政达安星虣
申请(专利权)人:西安科技大学
类型:新型
国别省市:陕西,61

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