一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，包括测量室、第一激光发射单元、第二激光发射单元、激光接收单元、数据采集系统和方向调整机构，所述测量室的内部中空，所述第一激光发射单元和所述激光接收单元分别设置在所述测量室的左侧和右侧，所述数据采集系统与所述激光发射单元连接，所述第一激光发射单元用于发射激光，所述激光接收单元用于接收激光，并将光信号转为电信号发送给所述数据采集系统进行处理，所述第一激光发射单元的发射端和所述激光接收单元的接收端位于同一直线上。

A kind of gas concentration measuring device produced by laser drilling coal and rock

【技术实现步骤摘要】
一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置
本技术涉及用于测量激光钻进煤岩产生的气体浓度领域，尤其涉及一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置。
技术介绍
在激光钻进煤岩的过程中，会产生硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体。这些气体都会对环境产生污染，部分气体甚至会危害到人类的身体健康。因此，测量激光钻进煤岩试验中产生的气体种类及浓度，便于探究实际工程应用中必要的安全防护措施以及对有害废气的处理。现有的检测气体浓度的设备中，都需要先对待测气体进行收集后，再送入设备去进行气体成分和浓度的检测，然而气体在采集后，由于其环境产生变化，会直接影响到气体的检测结果，导致气体浓度检测精度下降。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置。本技术提供一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，包括测量室、第一激光发射单元、第二激光发射单元、激光接收单元、数据采集系统和方向调整机构，所述测量室的内部中空，其内放置待测煤岩，所述第一激光发射单元和所述激光接收单元分别连接在所述测量室的左侧和右侧，所述数据采集系统与激光接收单元连接，所述第一激光发射单元向测量室内发射入射激光，所述激光接收单元接收第一激光发射单元发射的激光，并将光信号转为电信号发送给所述数据采集系统进行处理，所述第一激光发射单元的发射端和所述激光接收单元的接收端位于同一直线上，所述测量室的上端设有与其内部连通的第二通孔，所述第二通孔处设有密封单元，所述密封单元用于遮住所述第二通孔，所述第二激光发射单元设置在所述密封单元内，并与所述密封单元固定连接，所述第二激光发射单元的激光发射端朝向所述第二通孔设置，所述第二激光发射单元照射待测煤岩，所述方向调整机构与所述第二激光发射单元传动连接，其可驱动所述第二激光发射单元分别沿X轴、Y轴和Z轴运动。进一步地，所述数据采集系统包括数据采集卡和处理终端，所述数据采集卡分别与所述激光接收单元和处理终端连接，所述数据采集卡用于采集所述激光接收单元发出的电信号，并将采集的电信号转换为数字信号输送至处理终端进行处理。进一步地，所述第一激光发射单元和所述激光接收单元均通过一水平设置的管道与所述测量室固定连接，每根所述管道上均设有其内部连通的吹扫气管道，所述吹扫气管道外接气泵或气体收集装置，所述管道靠近所述测量室的一端设有球阀。进一步地，所述管道包括第一管体和第二管体，其中，所述第一管体水平设置在所述测量室的左侧或右侧，其靠近所述测量室的一端与所述测量室连接，并与所述测量室的内部连通，其另一端通过法兰与水平设置的所述第二管体的一端连接并连通，所述第二管体的另一端设有所述第一激光发射单元或激光接收单元，所述第二管体上设有与其内部连通的所述吹扫气管道，所述吹扫气管道用于外接气泵或气体收集装置，所述第一管体上设有所述球阀。进一步地，所述第一激光发射单元为分布反馈式半导体激光器，所述激光接收单元为光电探测器。本技术提供的技术方案带来的有益效果是：本技术所述一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置具有以下优点：(1)本技术提供了一种可对煤岩产生的气体成分和浓度进行实时检测的装置，省去了对待测气体的收集过程，可直接对气体进行检测，具有操作方便和简化气体检测步骤等优点；(2)本技术所述的气体的浓度测量装置，能以较快的响应速度和较高的测量精度对产生的气体进行成分和浓度检测，可显著缩短气体检测的周期，具有检测速度快和检测效率高等优点；(3)本技术所述的气体的浓度测量装置，还具有检测结果误差小和准确性高等优点；(4)本技术所述的气体的浓度测量装置，安全环保，装置的气密性较强，可有效避免气体的泄露污染环境，且气体收集能及时控制实验产生的有害气体排放，环保性能强。附图说明图1是本技术所述一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置的结构示意图；图2是本技术所述的一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量方法的流程图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本技术的实施例提供了一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，其主要包括测量室10，第一激光发射单元63、激光接收单元64、第二激光发射单元20、密封单元30和方向调整机构(图中未示出)，所述测量室10为内部中空的矩形结构，其水平设置在操作台(图中未示出)上，所述测量室10的左侧和右侧均开有一与其内部连通的第一通孔(图中未示出)，两个所述第一通孔的圆心位于同一直线上，每个通孔处均水平设有一管道50，所述管道50的一端与对应的所述第一通孔连通，所述第一激光发射单元63设置在位于所述测量室10左侧的所述管道50的另一端，且其激光发射端朝向对应的所述管道50设置，所述激光接收单元64设置在位于所述测量室10右侧的所述管道50的另一端，其检测端朝向对应的所述管道50设置，其中，所述第一激光发射单元63用于发射激光，所述激光接收单元64用于对入射激光的波长进行检测，所述测量室10的上端的中部设有与其内部连通的第二通孔(图中未示出)，所述密封单元30竖直设置在所述测量室10的上端中部，其下端与所述测量室10的上端固定连接，所述密封单元30用于遮住所述第二通孔，以使所述测量室10形成一密闭的空间，所述第二激光发射单元20竖直设置在所述密封单元30内，并与所述密封单元30固定连接，所述第二激光发射单元20的激光发射端朝下设置，且其下端穿过所述第二通孔伸入所述测量室10内，其上端穿过所述密封单元30的顶部与设置在所述操作台上的方向调整机构传动连接，所述方向调整机构可带动所述第二激光发射单元20的激光发射端分别沿X轴、Y轴和Z轴运动。本技术中，所述第一激光发射单元63为分布反馈式半导体激光器，其型号为NLK1B5C1TA，其通过第一壳体60螺纹安装在位于测量室10左侧的管道50的另一端(即左端)，第一壳体60为竖直设置的矩形结构，分布反馈式半导体激光器设置在第一壳体60内，第一壳体60的右侧开有与管道50匹配的螺纹孔，管道50的另一端(即左端)设有与第一壳体60上螺纹孔匹配的外螺纹，第一壳体60螺纹安装在对应的管道50上，分布反馈式半导体激光器的激光发射端朝向对应的管道50设置；检测单元为光电探测器，其型号为PD-12D，其通过第二壳体61螺纹安装在位于测量室10右侧的管道50的另一端(即右端)，第二壳体61为竖直设置的矩形结构，光电检测器设置在第二壳体61内，第二壳体61的左侧开有与对应的管道50匹配的螺纹孔，对应的管道50的另一端(即右端)设有与第二壳体61上螺纹匹配的外螺纹，第二壳体61螺纹安装在对应的关上，光电探测器的检测端朝向对应的管道50设置，以用于检测分布反馈式半导体激光器发出的激光的波长。其中，对于分布反馈式半导体激光器和光电探测器的安装位置，需保证分布反馈式半导体激光器的入射端和光电探测器的接收端高度的同轴性，保证光电探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，其特征在于，包括测量室(10)、第一激光发射单元(63)、第二激光发射单元(20)、激光接收单元(64)、数据采集系统和方向调整机构，所述测量室(10)的内部中空，其内放置待测煤岩，所述第一激光发射单元(63)和所述激光接收单元(64)分别连接在所述测量室(10)的左侧和右侧，所述数据采集系统与激光接收单元(64)连接，所述第一激光发射单元(63)向测量室(10)内发射入射激光，所述激光接收单元(64)接收第一激光发射单元(63)发射的激光，并将光信号转为电信号发送给所述数据采集系统进行处理，所述第一激光发射单元(63)的发射端和所述激光接收单元(64)的接收端位于同一直线上，所述测量室(10)的上端设有与其内部连通的第二通孔，所述第二通孔处设有密封单元(30)，所述密封单元(30)用于遮住所述第二通孔，所述第二激光发射单元(20)设置在所述密封单元(30)内，并与所述密封单元(30)固定连接，所述第二激光发射单元(20)的激光发射端朝向所述第二通孔设置，所述第二激光发射单元(20)用于照射待测煤岩，所述方向调整机构与所述第二激光发射单元(20)传动连接，其可驱动所述第二激光发射单元(20)分别沿X轴、Y轴和Z轴运动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，其特征在于，包括测量室(10)、第一激光发射单元(63)、第二激光发射单元(20)、激光接收单元(64)、数据采集系统和方向调整机构，所述测量室(10)的内部中空，其内放置待测煤岩，所述第一激光发射单元(63)和所述激光接收单元(64)分别连接在所述测量室(10)的左侧和右侧，所述数据采集系统与激光接收单元(64)连接，所述第一激光发射单元(63)向测量室(10)内发射入射激光，所述激光接收单元(64)接收第一激光发射单元(63)发射的激光，并将光信号转为电信号发送给所述数据采集系统进行处理，所述第一激光发射单元(63)的发射端和所述激光接收单元(64)的接收端位于同一直线上，所述测量室(10)的上端设有与其内部连通的第二通孔，所述第二通孔处设有密封单元(30)，所述密封单元(30)用于遮住所述第二通孔，所述第二激光发射单元(20)设置在所述密封单元(30)内，并与所述密封单元(30)固定连接，所述第二激光发射单元(20)的激光发射端朝向所述第二通孔设置，所述第二激光发射单元(20)用于照射待测煤岩，所述方向调整机构与所述第二激光发射单元(20)传动连接，其可驱动所述第二激光发射单元(20)分别沿X轴、Y轴和Z轴运动。


2.根据权利要求1所述的一种激光钻进煤岩产生的气体浓度测量装置，其特征在于，所述数据采集系统包括数据采集卡和处理终端(40)，所述数据采集卡分别与所述激光接收单元(64)和处理终端(40)连接，所述数据采集卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗耀坤，文国军，王玉丹，吴玲玲，官东林，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42