本實(shí)用新型涉及礦井瓦斯安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

礦井中瓦斯的主要成分是甲烷，煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)大體可分為井下和井上兩部分。其中，井下部分主要通過(guò)各種檢測(cè)設(shè)備來(lái)采集井下的氣體濃度、空氣狀況等數(shù)據(jù)，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄?。井上則通過(guò)接收井下傳來(lái)的數(shù)據(jù)并與更高一級(jí)主管部門的服務(wù)器連接。服務(wù)器上運(yùn)行監(jiān)控軟件，上面有井下每一個(gè)傳感器的標(biāo)簽，所顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)上傳速度的改變而不斷刷新。同時(shí)，監(jiān)控軟件還可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、處理、分析和存檔，可以作為相關(guān)負(fù)責(zé)人員的重要依據(jù)。并且監(jiān)控軟件具有超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)工作人員在發(fā)現(xiàn)超標(biāo)報(bào)警信號(hào)后，會(huì)立即采取措施去現(xiàn)場(chǎng)排除故障。

現(xiàn)有的井下瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)手段中，采用的主要是基于催化燃燒式、電化學(xué)式和紅外NDIR的傳感器。其中，催化燃燒式的傳感器由于長(zhǎng)期的燃燒使得該類型的傳感器壽命短，實(shí)際應(yīng)用中一般只有半年，并且在高濃度甲烷環(huán)境下易中毒、產(chǎn)生誤報(bào)，并且需要長(zhǎng)期校準(zhǔn)；電化學(xué)式傳感器在監(jiān)測(cè)甲烷的過(guò)程中，線性度很差，容易休眠，并且易受環(huán)境溫度、濕度的影響，測(cè)量的準(zhǔn)確性不高；紅外NDIR傳感器成本高，測(cè)量氣體濃度的選擇性不高，容易受其他干擾氣體的影響，測(cè)量的是碳?xì)浠衔锏臐舛龋⒎羌淄闅怏w的濃度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本實(shí)用新型提供了一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供了一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多套監(jiān)測(cè)裝置、電源控制裝置和后臺(tái)監(jiān)控中心；

多套監(jiān)測(cè)裝置間隔安裝于礦井內(nèi)，每一套所述監(jiān)測(cè)裝置包括防塵過(guò)濾模塊、溫度傳感器、濕度傳感器、TDLAS傳感器、控制集成模塊和排氣模塊，所述溫度傳感器、濕度傳感器和所述控制集成模塊集成封裝于一外殼內(nèi)，所述控制集成模塊中集成有無(wú)線傳輸模塊和報(bào)警模塊，所述防塵過(guò)濾模塊包裹于所述TDLAS傳感器外側(cè)，所述防塵過(guò)濾模塊分別與所述溫度傳感器的輸入端和所述濕度傳感器的輸入端連接，所述溫度傳感器的輸出端和所述濕度傳感器的輸出端均與所述控制集成模塊連接，所述控制集成模塊與所述TDLAS傳感器雙向連接，所述TDLAS傳感器通過(guò)所述排氣模塊與外界連通，所述控制集成模塊通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與后臺(tái)監(jiān)控中心連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：通過(guò)對(duì)礦井下多個(gè)位置點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)裝置，檢測(cè)各個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處瓦斯氣體的溫度值、濕度值和濃度值，對(duì)礦井下各處的瓦斯氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)瓦斯?jié)舛戎党^(guò)安全范圍時(shí)，則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，并將檢測(cè)的瓦斯數(shù)據(jù)上傳給后臺(tái)監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以作如下改進(jìn)。

進(jìn)一步的，所述TDLAS傳感器包括順次連接的激光器、準(zhǔn)直器、氣體吸收池和TDLAS檢驗(yàn)器，所述TDLAS檢驗(yàn)器與所述控制集成模塊相連接，所述氣體吸收池中安裝有反射鏡組和光電探測(cè)器；

所述TDLAS檢驗(yàn)器驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生第一功率的激光，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器進(jìn)行準(zhǔn)直后入射氣體吸收池，經(jīng)過(guò)氣體吸收池中的反射鏡組多次來(lái)回反射后到達(dá) 光電探測(cè)器，光電探測(cè)器接收到衰減后的第二功率的激光，并傳輸至TDLAS檢驗(yàn)器。

所述進(jìn)一步的有益效果為：通過(guò)TDLAS傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)礦井內(nèi)瓦斯氣體的濃度，在氣體吸收池中安裝由多個(gè)反射鏡組成的反射鏡組，增加激光在氣體吸收池中的光程，從而增加對(duì)氣體吸收池中瓦斯氣體濃度值測(cè)量的精確度。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線傳輸模塊采用2G、3G、4G或GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

所述進(jìn)一步的有益效果為：礦井內(nèi)的每一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置均通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的后臺(tái)監(jiān)控中心連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井的安全進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

進(jìn)一步的，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和管理平臺(tái)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和管理平臺(tái)均與所述后臺(tái)監(jiān)控中心連接。

所述進(jìn)一步的有益效果為：礦井內(nèi)的每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的相關(guān)信息均在遠(yuǎn)程進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，以便及時(shí)采取措施，防范于未然。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為TDLAS傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件名稱如下：

1、激光器，2、準(zhǔn)直器，3、氣體吸收池，4、反射鏡組，5、光電探測(cè)器，6、TDLAS檢驗(yàn)器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解 釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例1、一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例提供的基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括多套監(jiān)測(cè)裝置、電源控制裝置和后臺(tái)監(jiān)控中心；其中，多套監(jiān)測(cè)裝置間隔安裝于礦井內(nèi)，每一套所述監(jiān)測(cè)裝置包括防塵過(guò)濾模塊、溫度傳感器、濕度傳感器、TDLAS傳感器、控制集成模塊和排氣模塊，所述溫度傳感器、濕度傳感器和所述控制集成模塊集成封裝于一外殼內(nèi)，所述控制集成模塊中集成有無(wú)線傳輸模塊和報(bào)警模塊，所述防塵過(guò)濾模塊包裹于所述TDLAS傳感器外側(cè)，所述防塵過(guò)濾模塊分別與所述溫度傳感器的輸入端和所述濕度傳感器的輸入端連接，所述溫度傳感器的輸出端和所述濕度傳感器的輸出端均與所述控制集成模塊連接，所述控制集成模塊與所述TDLAS傳感器雙向連接，所述TDLAS傳感器通過(guò)所述排氣模塊與外界連通，所述控制集成模塊通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與后臺(tái)監(jiān)控中心連接。

所述防塵過(guò)濾模塊，用于對(duì)礦井內(nèi)的當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體進(jìn)行過(guò)濾，并將過(guò)濾后的瓦斯氣體輸送至溫度傳感器和濕度傳感器；所述溫度傳感器，用于檢測(cè)礦井內(nèi)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的溫度值，并傳輸給控制集成模塊；所述濕度傳感器，用于檢測(cè)礦井內(nèi)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的濕度值，并傳輸給控制集成模塊；所述TDLAS傳感器，用于檢測(cè)礦井內(nèi)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的濃度值，并傳輸給控制集成模塊；所述排氣模塊，用于將礦井內(nèi)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體排出到外界；所述控制集成模塊，用于接收礦井內(nèi)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的溫度值、濕度值和濃度值，判斷礦井內(nèi)瓦斯氣體的溫度值和濕度值是否在正常范圍內(nèi)，若在，則啟動(dòng)當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的TDLAS傳感器；還用于判斷礦井內(nèi)瓦斯氣體的濃度值是否在安全范圍內(nèi)，若不在，則觸發(fā)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)還通過(guò)無(wú)線傳輸模塊將當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的溫度值、濕度值、濃度值、濃度值的判 斷結(jié)果以及當(dāng)前檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的報(bào)警狀態(tài)傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心，其中，本實(shí)施例中的無(wú)線傳輸模塊采用2G、3G、4G或GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；所述電源控制裝置，與每一套監(jiān)測(cè)裝置連接，用于為每一套監(jiān)測(cè)裝置提供電源。

其中，參見(jiàn)圖2，所述TDLAS傳感器包括順次連接的激光器1、準(zhǔn)直器2、氣體吸收池3和TDLAS檢驗(yàn)器6，所述TDLAS檢驗(yàn)器6與控制集成模塊相連接，所述氣體吸收池3中安裝有反射鏡組4和光電探測(cè)器5；所述TDLAS檢驗(yàn)器6驅(qū)動(dòng)激光器1產(chǎn)生第一功率的激光，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器2進(jìn)行準(zhǔn)直后入射氣體吸收池3，經(jīng)過(guò)氣體吸收池3中的反射鏡組4多次來(lái)回反射后到達(dá)光電探測(cè)器5，光電探測(cè)器5接收到衰減后的第二功率的激光，并傳輸至TDLAS檢驗(yàn)器6，TDLAS檢驗(yàn)器6通過(guò)第二功率與第一功率的比值計(jì)算得到礦井內(nèi)瓦斯氣體的濃度值。其中，本實(shí)施例在氣體吸收池3中安裝由多個(gè)反射鏡組成的反射鏡組4，增加激光在氣體吸收池中的光程，從而增加對(duì)氣體吸收池3中瓦斯氣體濃度值測(cè)量的精確度。

本實(shí)施例提供的瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)庫(kù)和管理平臺(tái)；所述數(shù)據(jù)庫(kù)，與后臺(tái)監(jiān)控中心連接，用于存儲(chǔ)礦井內(nèi)每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的溫度值、濕度值和濃度值以及每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的報(bào)警狀態(tài)和礦井內(nèi)所有報(bào)警點(diǎn)的位置；所述管理平臺(tái)，用于接收并顯示后臺(tái)監(jiān)控中心發(fā)送的礦井內(nèi)每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的溫度值、濕度值、濃度值、報(bào)警狀態(tài)以及所有報(bào)警點(diǎn)位置。本實(shí)施例將礦井內(nèi)的每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的相關(guān)信息均在遠(yuǎn)程進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，以便及時(shí)采取措施，防范于未然。

本實(shí)用新型提供的一種基于TDLAS傳感器的礦井瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)礦井下多個(gè)位置點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)裝置，檢測(cè)各個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處瓦斯氣體的溫度值、濕度值和濃度值，對(duì)礦井下各處的瓦斯氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)瓦斯?jié)舛戎党^(guò)安全范圍，則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，并將檢測(cè)的瓦斯數(shù)據(jù)上傳給后臺(tái)監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控；通過(guò)TDLAS傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)礦井內(nèi)瓦斯氣體的 濃度值，在氣體吸收池中安裝由多個(gè)反射鏡組成的反射鏡組，增加激光在氣體吸收池中的光程，從而增加對(duì)氣體吸收池中瓦斯氣體濃度值測(cè)量的精確度；礦井內(nèi)的每一個(gè)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)處的瓦斯氣體的相關(guān)信息均在遠(yuǎn)程進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，以便及時(shí)采取措施，防范于未然。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“實(shí)施例一”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。