本發(fā)明屬于瓦斯氣體測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定裝置及方法。

背景技術(shù)：

煤與瓦斯突出是嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。幾十年來，我國對其進(jìn)行了大量而卓有成效的研究，形成了一套“四位一體”的綜合防突體系。其中預(yù)抽煤層瓦斯是煤與瓦斯突出防治中極為重要的一個環(huán)節(jié)，目前在生產(chǎn)實際中瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定工作尤其重要。

瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定儀器在市場上種類繁多，但總體上來看，現(xiàn)有瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定儀器主機(jī)體積較大、重量較重、按鍵繁瑣，不便于井下工人攜帶和操作；同時，市面上的瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定儀器的數(shù)據(jù)傳輸方式單一，不便于數(shù)據(jù)的傳輸、共享和查閱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、重量輕、便于井下工人攜帶和操作的便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定裝置，同時提供一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定裝置，包括主機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括外殼、設(shè)置在外殼上的進(jìn)氣口和出氣口，還包括手機(jī)系統(tǒng)，手機(jī)系統(tǒng)包括手機(jī)和手機(jī)上的app軟件，外殼內(nèi)設(shè)有電源模塊、控制電路模塊、傳輸模塊和傳感器模塊；

電源模塊與控制電路模塊連接，用于向主機(jī)系統(tǒng)供電；

控制電路模塊分別與傳輸模塊和傳感器模塊連接，用于將傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過傳輸模塊傳遞到手機(jī)上的app軟件進(jìn)行顯示、存儲、查詢和上傳；

傳感器模塊包括壓差傳感器、絕壓傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱蜏囟葌鞲衅?，壓差傳感器和絕壓傳感器位于同一條氣流通路上，瓦斯?jié)舛葌鞲衅魑挥诹硪粭l并聯(lián)的氣流通路上，在瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍飞线€連接有常開電磁閥，控制電路模塊與常開電磁閥連接并控制常開電磁閥的開啟和關(guān)閉。

優(yōu)選的，所述壓差傳感器包括低壓差傳感器和高壓差傳感器，所述高壓差傳感器和絕壓傳感器位于同一條氣流通路上，所述低壓差傳感器位于與高壓差傳感器和瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉跉饬魍肪⒙?lián)的另一條氣流通路上，所述控制電路模塊控制氣流在低壓差傳感器和高壓差傳感器所在回路的流動。通過設(shè)置低壓差傳感器和高壓差傳感器，控制電路模塊可根據(jù)測定裝置內(nèi)氣體的壓差值的大小來控制氣流在低壓差傳感器和高壓差傳感器所在回路的流動，當(dāng)測定裝置內(nèi)氣體的壓差值較小時，利用低壓差傳感器來測定氣體的壓差值，當(dāng)測定裝置內(nèi)的氣體壓差值較大時，利用高壓差傳感器來測定氣體的壓差值，這樣的設(shè)計可以有效的提高測量裝置對氣體壓差值測量的精度度。

優(yōu)選的，所述低壓差傳感器所在的氣流通路上還設(shè)有常閉電磁閥，控制電路模塊與常閉電磁閥連接并控制常閉電磁閥的關(guān)閉和開啟。當(dāng)?shù)蛪翰顐鞲衅鲗怏w的數(shù)據(jù)采集完成后，控制電路模塊使得常閉電磁閥開啟，此時低壓差傳感器所在的氣流通路開路，減少了氣體在測定裝置內(nèi)的流通路徑，使得大部分的氣體流經(jīng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍?，便于瓦斯?jié)舛葌鞲衅鲗怏w參數(shù)的測量。

優(yōu)選的，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍飞线€設(shè)有增壓裝置，增壓裝置與控制電路模塊連接。增壓裝置在控制電路模塊的作用下開始工作時，控制電路模塊同時還將控制常閉電磁閥的開啟和常開電磁閥的關(guān)閉，常閉電磁閥的開啟使得低壓差傳感器所在的氣流通路開路，減少了氣體在測定裝置內(nèi)的流通路徑，而增壓裝置工作將加大在瓦斯?jié)舛葌鞲衅髁魍窂缴系臍怏w流量，故在本方案中，增壓裝置結(jié)合電磁閥的開閉可使得氣體在瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍飞峡焖俜€(wěn)定的形成氣流回路，通過瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?/p>

優(yōu)選的，所述電源模塊為防爆鋰電池，所述外殼上還設(shè)有對防爆鋰電池進(jìn)行充電的充電接口。防爆鋰電池便于在瓦斯氣體環(huán)境下工作，同時防爆鋰電池可循環(huán)充電使用，單次開機(jī)時間達(dá)8小時以上。

優(yōu)選的，所述控制電路模塊包括電路板，電路板上設(shè)置有單片機(jī)。

優(yōu)選的，所述傳輸模塊為無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊為藍(lán)牙通訊模塊。采用藍(lán)牙通信模塊與手機(jī)的app軟件進(jìn)行互聯(lián)，通過app軟件的一鍵測量功能可測量瓦斯抽放管道內(nèi)氣體的壓差、壓力、濃度和溫度等參數(shù)，同時避免了數(shù)據(jù)讀取和打印過程中繁瑣的數(shù)據(jù)線連接，便于數(shù)據(jù)的上傳、共享和查閱。

一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定方法，包括以下步驟：

(1)、將測定裝置的進(jìn)氣口連接到瓦斯抽放管道的進(jìn)氣端，出氣口連接到瓦斯抽放管道的出氣端；

(2)、開啟電源模塊，電源模塊為主機(jī)系統(tǒng)供電，打開手機(jī)的app軟件與控制電路模塊進(jìn)行連接；

(3)、從抽放管道的進(jìn)氣管向測定裝置的進(jìn)氣口通入待測定的氣體，氣體流經(jīng)壓差傳感器和絕壓傳感器所在氣流通路，壓差傳感器和絕壓傳感器采集氣體的數(shù)據(jù)并傳遞到控制電路模塊；

(4)、控制電路模塊控制常開電磁閥關(guān)閉，氣體流經(jīng)常開電磁閥和瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍?，瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞑杉瘹怏w的數(shù)據(jù)并傳遞到控制電路模塊；

(5)、步驟(3)和步驟(4)中的氣體流經(jīng)溫度傳感器后從排氣口排出，溫度傳感器采集氣體的數(shù)據(jù)并傳遞到控制電路模塊；

(6)、控制電路模塊將步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)中接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，計算后得到的數(shù)據(jù)通過傳輸模塊傳遞到手機(jī)的app軟件上進(jìn)行顯示、存儲、查詢和上傳。

優(yōu)選的，壓差傳感器包括低壓差傳感器和高壓差傳感器，高壓差傳感器和絕壓傳感器位于同一條氣流通路上，低壓差傳感器位于與高壓差傳感器所在氣流通路并聯(lián)的另一條氣流通路上，在步驟(3)中，當(dāng)測量裝置內(nèi)的氣體壓差值小于控制電路模塊中的基準(zhǔn)值時，氣體流經(jīng)低壓差傳感器所在的氣流通路，當(dāng)測量裝置內(nèi)的氣體壓差值大于控制電路模塊中的基準(zhǔn)值時，氣體流經(jīng)高壓差傳感器所在的氣流通路。

優(yōu)選的，低壓差傳感器所在的氣流通路上還設(shè)有常閉電磁閥，瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍飞线€設(shè)有增壓裝置，在步驟(4)中，當(dāng)控制電路模塊控制常開電磁閥關(guān)閉的同時，控制電路模塊還將控制常閉電磁閥開啟和增壓裝置工作，增壓裝置結(jié)合常閉電磁閥的開啟和常開電磁閥的關(guān)閉，使得氣體在瓦斯?jié)舛葌鞲衅魉诘臍饬魍飞峡焖俜€(wěn)定形成氣流回路并流經(jīng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?/p>

本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有的瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定儀器相比，本發(fā)明在保持瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定功能不變的前提下，通過改變測定裝置內(nèi)部原件功能及測定方式使得測定裝置的體積和重量大大縮減，按鍵進(jìn)行簡化，便于井下工人攜帶和操作。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明氣體流動示意圖。

說明書附圖中的標(biāo)記如下：充電接口1、出氣口2、進(jìn)氣口3、常閉電磁閥4、絕壓傳感器5、常開電磁閥6、防爆鋰電池7、控制電路模塊8、低壓差傳感器9、高壓差傳感器10、增壓裝置11、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2、溫度傳感器13。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如附圖1所示，一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定裝置，包括主機(jī)系統(tǒng)和手機(jī)系統(tǒng)，其中手機(jī)系統(tǒng)包括手機(jī)和手機(jī)上的app軟件，本實施例中的手機(jī)采用防爆手機(jī)；主機(jī)系統(tǒng)包括外殼，在外殼的上端從左到右依次設(shè)有充電接口1、出氣口2和進(jìn)氣口3，進(jìn)氣口3用于與瓦斯抽放管道的進(jìn)氣端連接，出氣口2用于與瓦斯抽放管道的出氣端連接，在具體連接時，還可以配合煤礦企業(yè)常用的皮托管或孔板進(jìn)行操作。

在外殼的內(nèi)部分別設(shè)有電源模塊、控制電路模塊8、傳輸模塊和傳感器模塊，其中電源模塊位于控制電路模塊8的下方并與控制電路模塊8連接，用于向整個主機(jī)系統(tǒng)供電，本實施例中電源模塊為防爆鋰電池7，防爆鋰電池7可循環(huán)充電使用，單次開機(jī)使用時間長達(dá)8小時，當(dāng)防爆鋰電池7需要充電時，采用外殼上的充電接口1即可對防爆鋰電池7進(jìn)行充電。

控制電路模塊8包括電路板，在電路板上設(shè)有單片機(jī)，控制電路模塊8分別與傳輸模塊和傳感器模塊連接，傳感器模塊包括低壓差傳感器9、高壓差傳感器10、絕壓傳感器5、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2和溫度傳感器13，當(dāng)待檢測的氣體經(jīng)進(jìn)氣口3進(jìn)行到測定裝置內(nèi)時，如附圖2所示，氣體在測定裝置內(nèi)有三條氣流通路，從上到下分別為第一氣流通路、第二氣流通路和第三氣流通路，低壓差傳感器9位于第一氣流通路上，在第一氣流通路上還設(shè)有常閉電磁閥4，控制電路模塊8與常閉電磁閥4連接并控制常閉電磁閥4的開啟和關(guān)閉，高壓差傳感器10和絕壓傳感器5均位于第二氣流通路上，瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2位于第三氣流通路上，在第三氣流通路上還設(shè)有增壓裝置11和常開電磁閥6，控制電路模塊8與常開電磁閥6連接并控制常開電磁閥6的開啟和關(guān)閉，增壓裝置11與控制電路模塊8連接。當(dāng)增壓裝置11在控制電路模塊8的作用下開始工作時，控制電路模塊8同時還將控制常閉電磁閥4的開啟和常開電磁閥6的關(guān)閉，常閉電磁閥6的開啟使得低壓差傳感器9所在的氣流通路開路，減少了氣體在測定裝置內(nèi)的流通路徑，而增壓裝置11工作將加大在瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2流通路徑上的氣體流量，故在本方案中，增壓裝置11結(jié)合電磁閥的開閉可使得氣體在瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2所在的氣流通路上快速穩(wěn)定的形成氣流回路，通過瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2。同時將溫度傳感器13安裝在出氣口2處。

傳輸模塊為無線傳輸模塊，本實施例中采用藍(lán)牙通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，在對氣體的參數(shù)進(jìn)行測量時，各傳感器采集的數(shù)據(jù)傳遞到控制電路模塊8中，控制電路模塊8對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，經(jīng)處理計算后的數(shù)據(jù)再傳遞到藍(lán)牙連接的手機(jī)app軟件上，手機(jī)app軟件可對測量的氣體參數(shù)進(jìn)行顯示、存儲、查詢和上傳等，方便數(shù)據(jù)的傳輸、共享和查閱。

一種便攜式瓦斯抽放管道氣體參數(shù)測定方法，包括以下步驟：

(1)、將測定裝置的進(jìn)氣口3連接到瓦斯抽放管道的進(jìn)氣端，出氣口2連接到瓦斯抽放管道的出氣端；同時配合煤礦企業(yè)常用的皮托管或孔板進(jìn)行操作；

(2)、開啟電源模塊，電源模塊為主機(jī)系統(tǒng)供電，打開手機(jī)的app軟件，將控制電路模塊8與手機(jī)的app軟件通過藍(lán)牙進(jìn)行連接；

(3)、從抽放管道的進(jìn)氣管向測定裝置的進(jìn)氣口3通入待測定的氣體，當(dāng)測量裝置內(nèi)的氣體壓差值小于控制電路模塊8中的基準(zhǔn)值時，氣體流經(jīng)低壓差傳感器9所在的第一氣流通路，低壓差傳感器9采集到的氣體的壓差值數(shù)據(jù)傳遞到控制電路模塊8中，當(dāng)測量裝置內(nèi)的氣體壓差值大于控制電路模塊8中的基準(zhǔn)值時，氣體流經(jīng)高壓差傳感器10所在的第二氣流通路，第二氣流通路上的高壓差傳感器10和絕壓傳感器5將采集到的氣體的數(shù)據(jù)傳遞到控制電路模塊8中；這樣設(shè)置可以提高整個測定裝置對氣體壓差值測量的精度；

(4)、當(dāng)壓差傳感器和絕壓傳感器5對氣體的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集后，控制電路模塊8控制常開電磁閥6關(guān)閉、常閉電磁閥4開啟，增壓裝置11開始工作，此時第一氣流通路斷開，氣體停止流向低壓差傳感器9所在的第一氣流通路，第三氣流通路接通，氣體流經(jīng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2所在的第三氣流通路，在增壓裝置11的作用下，從進(jìn)氣口3流入的氣體將極大部分的流經(jīng)第三氣流通路，增壓裝置11結(jié)合常閉電磁閥4的開啟和常開電磁閥6的關(guān)閉，使得氣體在瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2所在的氣流通路上快速穩(wěn)定形成氣流回路并流經(jīng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2，此時瓦斯?jié)舛葌鞲衅?2采集氣體的數(shù)據(jù)并傳遞到控制電路模塊8中；

(5)、步驟(3)和步驟(4)中的氣體流經(jīng)溫度傳感器13后從排氣口排出，溫度傳感器13采集氣體的數(shù)據(jù)并傳遞到控制電路模塊8；

(6)、控制電路模塊8中的單片機(jī)將步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)中接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，計算后得到的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳遞到手機(jī)的app軟件上進(jìn)行顯示、存儲、查詢和上傳，避免了數(shù)據(jù)讀取和打印過程中繁瑣的數(shù)據(jù)線連接，便于數(shù)據(jù)的上傳、共享和查閱。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。