一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，屬于礦山安全工程【技術(shù)領(lǐng)域】。本實(shí)用新型包括實(shí)驗(yàn)箱體，煤樣罐進(jìn)氣口通過連接管路與預(yù)熱管的一端相連通，預(yù)熱管的另一端與氣泵出口相連通，氣泵入口經(jīng)氣體流量計(jì)與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥第二出口相連通，煤樣罐出氣口與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥第一入口相連通；煤樣罐內(nèi)的溫度傳感器信號輸出端與溫度采集器信號輸入端相連接，溫度采集器信號輸出端分別與數(shù)據(jù)傳輸接口和實(shí)驗(yàn)主控單元相連接，實(shí)驗(yàn)主控單元與溫控器輸入端相連接；聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送前第一出口與箱體出氣管相連通，第二入口與箱體進(jìn)氣管相連通；聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送后的第一出口經(jīng)氣體檢測儀與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥第二入口相連通；箱體出氣管出氣口與設(shè)置在實(shí)驗(yàn)箱體外的氣相色譜儀相連通。
【專利說明】一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于礦山安全工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置可適用于煤炭自然發(fā)火防治工程的煤自燃氧化、標(biāo)志性氣體和最短自然發(fā)火期的實(shí)驗(yàn)研究。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦煤炭自燃是當(dāng)前影響煤礦安全生產(chǎn)和制約煤礦工作面順利開采的一大重要災(zāi)害，在其防治和研究的基礎(chǔ)工作中，須要進(jìn)行三種基本指標(biāo)測定的實(shí)驗(yàn)工作:一是煤氧化特征的實(shí)驗(yàn)測定，即了解一定性狀(粒度、濕度和溫度等)的煤在不同氧濃度下的耗氧速度和CO生成比率；二是測定煤自燃標(biāo)志性氣體，即測定在不同溫度下煤炭釋放出的各氣體成分:三是最短自然發(fā)火期的測定，即測定煤在一定風(fēng)流供氧的自然狀態(tài)下氧化升溫過程等。
[0003]上述須要測定的關(guān)鍵指標(biāo)對煤炭自燃研究和自燃災(zāi)害防治工程應(yīng)用非常重要。對這些指標(biāo)的測定，傳統(tǒng)的方法都是采用不同的儀器分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定工作。其中，關(guān)于煤在不同氧濃度下的耗氧速度的測定，現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法是向煤樣罐中分別通入不同氧濃度的氣樣，單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；首先，配制出一定氧濃度的氣樣再做實(shí)驗(yàn)，一次實(shí)驗(yàn)只能獲得煤在一種氧濃度下的耗氧速度值，不同氧濃度的實(shí)驗(yàn)須分別重新配置氣樣再一次做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法繁瑣，效率低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置可以同時(shí)滿足煤氧化特征、煤自燃標(biāo)志性氣體以及最短自然發(fā)火期三種指標(biāo)的測定，將這三種測定實(shí)驗(yàn)用一種實(shí)驗(yàn)裝置來實(shí)現(xiàn)，可提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)箱體，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室內(nèi)分別設(shè)置有煤樣罐和預(yù)熱管，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的操控室內(nèi)分別設(shè)置有實(shí)驗(yàn)主控單元和溫度采集器、溫控器、氣泵、氣體流量計(jì)、聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥及電子式氣體檢測儀；所述煤樣罐的進(jìn)氣口通過連接管路與預(yù)熱管的一端相連通，預(yù)熱管的另一端與氣泵的出口相連通，氣泵的入口經(jīng)氣體流量計(jì)與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第二出口相連通，煤樣罐的出氣口與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第一入口相連通；在所述煤樣罐內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器的信號輸出端與溫度采集器的信號輸入端相連接，溫度采集器的信號輸出端分別與數(shù)據(jù)傳輸接口和實(shí)驗(yàn)主控單元相連接，實(shí)驗(yàn)主控單元與溫控器的輸入端相連接；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送前的第一出口與箱體出氣管相連通，第二入口與箱體進(jìn)氣管相連通；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送后的第一出口經(jīng)電子式氣體檢測儀與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第二入口相連通，所述第一出口與第一入口相對應(yīng)，第二出口與第二入口相對應(yīng)；所述箱體出氣管的出氣口與設(shè)置在實(shí)驗(yàn)箱體外的氣相色譜儀相連通，所述箱體進(jìn)氣管的進(jìn)氣口與大氣相通；所述實(shí)驗(yàn)主控單元與電子式氣體檢測儀的檢測控制線相連接，電子式氣體檢測儀的數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)傳輸接口相連接。[0006]在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室內(nèi)設(shè)置有安放托架，所述煤樣罐設(shè)置在安放托架上。
[0007]所述煤樣罐采用石英瓶或真空壁的石英瓶，具有耐高溫及良好的絕熱性。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]1、本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了用一種實(shí)驗(yàn)裝置可以同時(shí)滿足煤氧化特征、煤自燃標(biāo)志性氣體以及最短自然發(fā)火期三種實(shí)驗(yàn)的測定工作；
[0010]2、采用本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)過程更加靈活，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度高；在進(jìn)行封閉實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過一次實(shí)驗(yàn)完成不同氧濃度的多次測定，提高了實(shí)驗(yàn)效率；
[0011]3、本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置提供了在開放實(shí)驗(yàn)時(shí)可以測定不同溫度下煤炭釋放出的各氣體成分獲得標(biāo)志性氣體和根據(jù)指標(biāo)氣體確定最短自然發(fā)火期的實(shí)驗(yàn)條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型所采用的聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送前的原理圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型所采用的聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送后的原理圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行封閉實(shí)驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6為電子式電子式氣體檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖7為氣泵和氣體流量計(jì)分大、中、小三個(gè)級別組并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8為實(shí)施例一以遼寧九道嶺煤礦-850工作面煤樣進(jìn)行封閉耗氧實(shí)驗(yàn)的曲線圖；
[0020]圖9為實(shí)施例一的封閉耗氧實(shí)驗(yàn)回歸后的曲線圖；
[0021]圖10為實(shí)施例二中取遼寧九道嶺礦井下純煤樣做實(shí)驗(yàn)煤樣升溫過程(7天)的實(shí)驗(yàn)曲線圖；
[0022]圖11為實(shí)施例二中取遼寧九道嶺礦井采空區(qū)松散煤樣(采空區(qū)遺留煤、含矸石)做實(shí)驗(yàn)煤樣升溫過程(10天)的實(shí)驗(yàn)曲線圖；
[0023]圖中，I一實(shí)驗(yàn)箱體，2—連接管路，3—預(yù)熱管，4一煤樣罐，5—測溫線，6—溫度傳感器，7—實(shí)驗(yàn)主控單元和溫度采集器，8—溫控器，9一氣泵，10—?dú)怏w流量計(jì)，11一聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥，12 —電子式氣體檢測儀，13—數(shù)據(jù)傳輸接口，14 一箱體出氣管，15—箱體進(jìn)氣管，16—?dú)庀嗌V儀，17—第一入口，18—第二出口，19一第一出口，20—第二入口，21—?dú)怏w檢測腔，22—檢測腔進(jìn)氣管路，23—檢測腔出氣管路，24—O2熱敏傳感器探頭，25—CO熱敏傳感器探頭，26 — O2熱敏傳感器探頭連接導(dǎo)線，27 — CO熱敏傳感器探頭連接導(dǎo)線，28—檢測單元，29—數(shù)據(jù)傳輸線，30—檢測控制線，31—實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室，32—實(shí)驗(yàn)箱體的操控室，33 —閥門。
[0024]【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]如圖1?圖5所示，一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)箱體1，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室31內(nèi)分別設(shè)置有煤樣罐4和預(yù)熱管3，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的操控室32內(nèi)分別設(shè)置有實(shí)驗(yàn)主控單元和溫度采集器7、溫控器8、氣泵9、氣體流量計(jì)10、聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11及電子式氣體檢測儀12 ;所述煤樣罐4的進(jìn)氣口通過連接管路2與預(yù)熱管3的一端相連通，預(yù)熱管3的另一端與氣泵9的出口相連通，氣泵9的入口經(jīng)氣體流量計(jì)10與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第二出口 18相連通，煤樣罐4的出氣口與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第一入口 17相連通；在所述煤樣罐4內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器6，溫度傳感器6的信號輸出端通過測溫線5與溫度采集器的信號輸入端相連接，溫度采集器的信號輸出端分別與數(shù)據(jù)傳輸接口 13和實(shí)驗(yàn)主控單元相連接，實(shí)驗(yàn)主控單元與溫控器8的輸入端相連接(即按煤樣罐4內(nèi)煤樣的溫度值更新設(shè)定實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室31內(nèi)的溫度)；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送前的第一出口 19與箱體出氣管14相連通，第二入口 20與箱體進(jìn)氣管15相連通；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送后的第一出口 19經(jīng)內(nèi)置電子式電子式氣體檢測儀12的氣體檢測腔21與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第二入口 20相連通，所述第一出口 19與第一入口 17相對應(yīng)，第二出口 20與第二出口18相對應(yīng)；所述箱體出氣管14的出氣口與設(shè)置在實(shí)驗(yàn)箱體I外的氣相色譜儀16相連通，所述箱體進(jìn)氣管15的進(jìn)氣口與大氣相通；所述實(shí)驗(yàn)主控單元與電子式氣體檢測儀12的檢測控制線30相連接，電子式氣體檢測儀12的數(shù)據(jù)傳輸線29與數(shù)據(jù)傳輸接口 13相連接。
[0027]在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室31內(nèi)設(shè)置有安放托架，所述煤樣罐4設(shè)置在安放托架上；所述煤樣罐4采用石英瓶或真空壁的石英瓶，具有耐高溫及良好的絕熱性，本實(shí)用新型可根據(jù)不同的需要更換不同的煤樣罐4，所述預(yù)熱管3采用銅管。
[0028]本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置具有兩種氣體成分測定裝置，內(nèi)置的電子式電子式氣體檢測儀12和外置的氣相色譜儀16。采用氣相色譜儀16必須消耗一定的氣體，因此，氣相色譜儀16不適于封閉氧化實(shí)驗(yàn)的測定，僅僅適用于開放實(shí)驗(yàn)，測定煤的自然升溫過程該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體成分多適合使用氣相色譜儀16。使用內(nèi)置的電子式電子式氣體檢測儀12檢測氣體濃度，其特點(diǎn)是檢測過程中不消耗氣體，因此，封閉氧化實(shí)驗(yàn)氣體濃度檢測使用電子式電子式氣體檢測儀12，從而實(shí)現(xiàn)封閉氣路內(nèi)氣體量的無損檢測。
[0029]所述電子式電子式氣體檢測儀12的結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括具有檢測腔進(jìn)氣管路22和檢測腔出氣管路23的氣體檢測腔21，在所述氣體檢測腔21內(nèi)分別設(shè)置有O2熱敏傳感器探頭24和CO熱敏傳感器探頭25 (化學(xué)藥劑頭)，所述化學(xué)藥劑頭可定期拆卸和更換；02熱敏傳感器探頭24通過O2熱敏傳感器探頭連接導(dǎo)線26與檢測單元28相連接，CO熱敏傳感器探頭25通過CO熱敏傳感器探頭連接導(dǎo)線27與檢測單元28相連接。電子式電子式氣體檢測儀12的基本工作原理同便攜式氣體濃度檢測儀，所不同的是電子式電子式氣體檢測儀12是按設(shè)定的時(shí)間步長自動(dòng)進(jìn)行氣體檢測，并將氣體的檢測結(jié)果數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸和記錄。
[0030]本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)主控單元所設(shè)置的時(shí)間步長來自動(dòng)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，定時(shí)將自動(dòng)檢測氣體濃度，由數(shù)據(jù)傳輸線29進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并記錄存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0031]所述實(shí)驗(yàn)主控單元為實(shí)驗(yàn)控制參數(shù)設(shè)定(界面)使用。所述氣泵9和氣體流量計(jì)10分大、中、小三個(gè)級別組并聯(lián)，如圖7所示，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。按照一般的實(shí)驗(yàn)要求，封閉耗氧實(shí)驗(yàn)采用大流量設(shè)定，開放自然升溫實(shí)驗(yàn)采用小流量設(shè)定，裝置能夠按具體的實(shí)驗(yàn)要求設(shè)定實(shí)驗(yàn)流量，可自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0032]所述溫度采集器采用IPAM-6505熱電偶溫度采集模塊，5路傳輸；所述溫度傳感器6采用ptlOO溫度傳感器，溫度范圍:-50?450°C，精度:±0.2°C ;所述實(shí)驗(yàn)箱體I采用當(dāng)HGlOlA-1型實(shí)驗(yàn)箱體；所述溫控器8是實(shí)驗(yàn)箱體I的配套設(shè)備(理化RKC CH102全輸入數(shù)顯智能溫控儀);所述氣體流量計(jì)10采用的型號為LZB-4WB，多級量程，范圍:0.06?2L/min ;所述氣泵9采用NMP015M型，吸氣壓力:55kPa，流量:1.6L/min (大流量5L/min);所述氣相色譜儀16采用的型號為HA-SRI8610-0071-2 ;所述電子式氣體檢測儀12由便攜式氣體濃度檢測儀改裝，用于檢測O2和CO氣體，便攜式氣體濃度檢測儀的型號為:EM-4，量程:CO:0 ?IOOOppm, O2:0 ?30%。
[0033]本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置具有煤樣封閉氧化實(shí)驗(yàn)和煤樣自然升溫實(shí)驗(yàn)的通用性，具有封閉實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)兩種實(shí)驗(yàn)功能。兩種實(shí)驗(yàn)功能分別用實(shí)驗(yàn)裝置中聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的兩檔位來控制，即利用聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的推拉檔位，轉(zhuǎn)換成不同的封閉實(shí)驗(yàn)和開放實(shí)驗(yàn)功能；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11采用推拉式的換檔聯(lián)動(dòng)換向閥，其原理如圖2、圖3所示。本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置具有兩檔，其中，一檔是開放實(shí)驗(yàn)(聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送前的)，聯(lián)合外置的氣相色譜儀16用于測定不同溫度下煤炭釋放出的各氣體成分和根據(jù)指標(biāo)氣體確定最短自然發(fā)火期；二檔是封閉實(shí)驗(yàn)(聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送后的)，聯(lián)合內(nèi)置的電子式電子式氣體檢測儀12跟蹤測定并記錄煤樣罐4內(nèi)的氧氣和一氧化碳?xì)怏w的濃度變化，用于間接測定同一溫度不同氧濃度下煤的耗氧速度和一氧化碳產(chǎn)生比率。
[0034]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)過程:
[0035]一、開放實(shí)驗(yàn):
[0036]所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送前，聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第一出口 19與箱體出氣管14相連通，第二入口 20與箱體進(jìn)氣管15相連通，所述箱體出氣管14的出氣口與設(shè)置在實(shí)驗(yàn)箱體I外的氣相色譜儀16相連通，所述箱體進(jìn)氣管15的進(jìn)氣口與大氣相通，本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置可進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)。
[0037]此時(shí)煤樣罐4與管路系統(tǒng)構(gòu)成煤樣與大氣空間的開放系統(tǒng)，以一定氣泵9流量，經(jīng)過預(yù)熱管3向煤樣罐4內(nèi)通入新鮮空氣；利用氣泵9的動(dòng)力使外部大氣空氣、管路中的空氣與煤樣罐4中的空氣形成供氧循環(huán)流動(dòng)(小流量循環(huán))，一方面使管路空氣中的氧濃度與煤樣罐4空氣中的氧濃度盡量保持一致，另一方面保持煤樣罐4內(nèi)煤樣均勻耗氧；新鮮空氣首先必須通過預(yù)熱管3進(jìn)行預(yù)熱后，才通入煤樣罐4內(nèi)，以保證進(jìn)入煤樣罐4的氣體溫度與煤樣罐4內(nèi)的溫度相一致(或低2V)。
[0038]在實(shí)驗(yàn)過程中，通過外置的氣相色譜儀16定時(shí)檢測箱體出氣管14流出的氣體成分(CO、CH4, C2H4, C2H2等標(biāo)志性氣體)，并存貯記錄；同時(shí)，利用煤樣罐4內(nèi)的溫度傳感器6監(jiān)測和記錄煤樣罐4內(nèi)的溫度值。實(shí)驗(yàn)過程是耗氧生熱變化的，煤樣罐4內(nèi)煤樣的溫度隨著耗氧不斷升高，為了保證煤樣氧化產(chǎn)生的熱量不被傳導(dǎo)出煤樣罐4外，煤樣罐4外實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室31內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)應(yīng)與從煤樣罐4內(nèi)監(jiān)測的溫度相一致(比監(jiān)測值低2°C )；實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室31內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)由溫控器8根據(jù)溫度采集器采集的溫度值進(jìn)行控制，溫度采集器是通過溫度傳感器6進(jìn)行溫度采集的；實(shí)驗(yàn)過程中要不斷記錄并存儲(chǔ)溫度值隨時(shí)間的變化。
[0039]實(shí)驗(yàn)后可通過數(shù)據(jù)傳輸接口 13將采集的溫度值傳送至上位機(jī)，由上位機(jī)繪制出溫度升高實(shí)驗(yàn)曲線，再根據(jù)(標(biāo)志性)指標(biāo)氣體要求確定最短自然發(fā)火期。
[0040]二、封閉實(shí)驗(yàn):
[0041]所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11推送后，聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第一出口 19與箱體出氣管14斷開，第二入口 20與箱體進(jìn)氣管15斷開，聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第一出口經(jīng)電子式氣體檢測儀12的氣體檢測腔21與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥11的第二入口 20相連通，此時(shí)煤樣罐4與管路系統(tǒng)構(gòu)成煤樣與管路空間的封閉系統(tǒng)，本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置可進(jìn)行封閉耗氧實(shí)驗(yàn)。
[0042]為了使該系統(tǒng)內(nèi)空氣氧濃度均勻，利用氣泵9的動(dòng)力使管路中的空氣與煤樣罐4中的空氣做大流量循環(huán)流動(dòng)，調(diào)大流量檔，一方面使管路空氣中的氧濃度與煤樣罐4空氣中的氧濃度盡量保持一致，另一方面保持煤樣罐4內(nèi)煤樣均勻耗氧。
[0043]在實(shí)驗(yàn)過程中，通過內(nèi)置的電子式電子式氣體檢測儀12對煤樣罐4內(nèi)的煤樣耗氧過程中氧濃度和CO氣體濃度按設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行不斷檢測，記錄時(shí)間和濃度值并存儲(chǔ)。
[0044]實(shí)驗(yàn)過程中要求溫度保持恒定，用實(shí)驗(yàn)箱體I按設(shè)定的溫度值維持恒定的溫度。
[0045]實(shí)驗(yàn)后可通過數(shù)據(jù)傳輸接口 13將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)，由上位機(jī)繪制出實(shí)驗(yàn)曲線；再按照實(shí)用新型人在其論文中提出的相關(guān)算法解析出煤耗氧速度。
[0046]封閉耗氧實(shí)驗(yàn)專用于測定煤樣的氧化速度，本實(shí)用新型能夠通過一次實(shí)驗(yàn)得到不同氧濃度下耗氧速度的多次測定，測定效率大大提高。
[0047]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對所述算法進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0048]實(shí)施例一:
[0049]本實(shí)施例取遼寧九道嶺煤礦-850工作面的煤樣進(jìn)行封閉耗氧實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖8，運(yùn)用回歸分析得到圖9。
[0050]通過實(shí)驗(yàn)測定，得出煤氧化過程中煤樣罐4的耗氧基本規(guī)律如下:
[0051]I)氧濃度變化近似呈負(fù)指數(shù)衰減變化；
[0052]2)氧濃度降低到一定值時(shí)，衰減變化趨于停止；
[0053]3)煤樣在常溫下就有CO生成；
[0054]4) CO生成量(濃度)與氧濃度變化相對應(yīng)，近似呈指數(shù)增長變化；
[0055]通過實(shí)驗(yàn)分析，得出密封環(huán)境下氧濃度的衰減變化規(guī)律，按煤耗氧最低氧濃度值Cb，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，煤樣罐4內(nèi)O2的體積分?jǐn)?shù)c( T )近似服從負(fù)指數(shù)函數(shù)分布，即:
【權(quán)利要求】
1.一種多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括實(shí)驗(yàn)箱體，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室內(nèi)分別設(shè)置有煤樣罐和預(yù)熱管，在所述實(shí)驗(yàn)箱體的操控室內(nèi)分別設(shè)置有實(shí)驗(yàn)主控單元和溫度采集器、溫控器、氣泵、氣體流量計(jì)、聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥及電子式氣體檢測儀；所述煤樣罐的進(jìn)氣口通過連接管路與預(yù)熱管的一端相連通，預(yù)熱管的另一端與氣泵的出口相連通，氣泵的入口經(jīng)氣體流量計(jì)與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第二出口相連通，煤樣罐的出氣口與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第一入口相連通；在所述煤樣罐內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器的信號輸出端與溫度采集器的信號輸入端相連接，溫度采集器的信號輸出端分別與數(shù)據(jù)傳輸接口和實(shí)驗(yàn)主控單元相連接，實(shí)驗(yàn)主控單元與溫控器的輸入端相連接；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送前的第一出口與箱體出氣管相連通，第二入口與箱體進(jìn)氣管相連通；所述聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥推送后的第一出口經(jīng)電子式氣體檢測儀與聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換閥的第二入口相連通，所述第一出口與第一入口相對應(yīng)，第二出口與第二入口相對應(yīng)；所述箱體出氣管的出氣口與設(shè)置在實(shí)驗(yàn)箱體外的氣相色譜儀相連通，所述箱體進(jìn)氣管的進(jìn)氣口與大氣相通；所述實(shí)驗(yàn)主控單元與電子式氣體檢測儀的檢測控制線相連接，電子式氣體檢測儀的數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)傳輸接口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在所述實(shí)驗(yàn)箱體的恒溫工作室內(nèi)設(shè)置有安放托架，所述煤樣罐設(shè)置在安放托架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述煤樣罐采用石英瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能煤樣自燃氧化與升溫實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述煤樣罐采用真空壁的石英瓶。
【文檔編號】G01N25/32GK203405434SQ201320457524
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】李宗翔, 李林, 王雙勇, 賈化成, 王天明 申請人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)