[发明专利]图像识别式干涉型瓦斯传感器

说明书

(一)技术领域

本发明属于矿井瓦斯浓度传感技术领域，具体涉及一种图像识别式干涉型瓦斯传感器。

(二)背景技术

当前我国矿用瓦斯传感器几乎全部采用单一代的催化燃烧式气体传感器，而催化燃烧式气体传感器存在使用寿命短、工作稳定性差、校正频繁和检测范围窄等缺点，并且有时会出现瓦斯检测员漏岗或报表数据不真实、不及时的现象(一次就能够酿成灾祸)，严重制约着煤矿对瓦斯浓度的有效掌握。在矿井下，由于通风等因素的影响，瓦斯浓度并不是均匀分布的。现有的瓦斯传感器仅可以对矿井某个点的瓦斯浓度进行检测，无法对某个区域内瓦斯的平均浓度进行连续检测，容易造成对区域内瓦斯浓度的误判。同时当前电子瓦斯传感器测量存在灵敏度不足以及探测距离小而激光瓦斯传感器结构复杂，价格高昂瓦斯传感器移动性能差，网络化传输性能不足以及供电困难，抗各种干扰能力不足等问题。

(三)发明内容

本发明的目的是针对现有上述缺点，发明一种探测范围广，测量距离远，抗电磁干扰能力强，远程传递和信息处理能力强的采图像识别式干涉型瓦斯传感器。

本发明的图像识别式干涉型瓦斯传感器的技术方案是这样实现的：包括电池驱动的白光光源，白光光源发出的白光通过两条干涉支路，所述两条干涉支路中一条是密闭的空气支路不与含有瓦斯的煤矿空气接触，所述两条干涉支路中另一条是开放的空气支路透过有一定量的瓦斯的煤矿空气，两条干涉支路后通过同一个透镜，在接收器上形成不同条纹的能体现瓦斯浓度的干涉图像。

本发明还可包括：

1、所述的干涉支路支路为大口径塑料光纤。

2、所述的接收器为白板。

3、所述的接收器为将不同条纹的干涉图像通过光电接收器进入锁相放大被单片机采集，进行信号分析处理显示瓦斯的浓度。

4、所述的单片机系统增加网络接口，通过网络把干涉图像远程传递，对瓦斯浓度进行远程记录和处理。

本发明的优点在于，图像识别式干涉型瓦斯传感器结构简单可靠，同时采用光纤作为介质传输通道，使它具有抗电磁干扰和原子辐射、重量轻、体积小、绝缘、耐高温、耐腐蚀等众多优异的性能，能够对瓦斯参数进行精确测量，能够适应极端恶劣的环境。同时，由于光纤传输损耗低、频带宽，使得光纤传感器在组网和传输距离方面，与传统的传感器相比具有无可比拟的优势。

本发明的有益效果在于，减低当前电子瓦斯传感器测量灵敏度不足以及探测距离小问题。解决当前激光瓦斯传感器结构复杂，价格高昂问题，克服当前瓦斯传感器移动性能差，网络化传输性能不足以及供电困难，抗各种干扰能力不足问题。为规范煤矿安全网络瓦斯探测终端功能提供模块化结构。使瓦斯探测终端方便地接入工业因特网络，构为建煤矿瓦斯信息到煤矿安全监测机构桌面系统打下基础。

(四)附图说明

图1图像识别式干涉型瓦斯传感器的结构框图；

图2便携式图像识别式干涉型瓦斯传感器的框图；

图3新型式图像识别式干涉型瓦斯传感器的框图。

(五)具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

结合图1，图像识别式干涉型瓦斯传感器的结构包括电池1，白光光源2，密闭空气支路3，开放支路4，透镜5。电池1驱动白光光源2发出的白光耦合处两个有大口径塑料光纤构成的干涉支路，其中一条是不含有瓦斯的密闭空气支路3，另一条是透过煤矿空气(含有一定量的瓦斯)的开放支路4，两个支路的光通过透镜5在图像接受器上形成干涉条纹图像6。透过煤矿空气(含有一定量的瓦斯)的开放支路由于折射率的变化使干涉图条纹随瓦斯浓度变化，并且和条纹间距呈线性变化。

结合图2，便携式图像识别式干涉型瓦斯传感器由矿工便携。通过人眼对白板上的干涉条纹图像6进行瓦斯浓度判断，价格低廉、安全可靠，操作与维护方便大大提高了瓦斯探测可靠性与可信性。

结合图3，新型式图像识别式干涉型瓦斯传感器它包括了调制与驱动电路驱动白光光源发出稳定的白光，通过上述的两条光纤干涉支路形成干涉图像，该图通过光电接收器进入锁相放大被单片机采集，进行信号分析处理显示瓦斯的浓度。同时也可以通过网络把干涉图像远程传递进一步记录和处理，构成新型瓦斯传感器。