[发明专利]一种三通道矿井气分析专用检测装置

说明书

技术领域

 本发明属于矿井用检测设备领域，具体涉及一种矿井气分析专用检测装置。

背景技术

近年来，随着矿井安全防范意识的增强，火灾自燃束管监测系统已逐渐广泛的应用于煤炭行业，其工作原理是通过束管把井下各监测点的样品气抽取到检测室，在管理工作站的控制下，通过控制柜自动切换气路，对样品气进行检测，通过气体变化趋势图、三角爆炸分析原理分析可能的自燃爆炸危险程度，实现对井下火灾自燃、爆炸的预警，避免事故发生。

目前，所采用的主要检测设备是两通道的色谱仪，用于检测氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯和乙烷八种气体浓度，在色谱仪中设有分离氧气和氮气的第一色谱柱、分离一氧化碳、二氧化碳和甲烷的第二色谱柱以及分离乙烯、乙炔和乙烷的第三色谱柱，第一色谱柱联接热导检测器，第二色谱柱和第三色谱柱经过一个三通阀合并后进入同一氢焰检测器，热导检测器和氢焰检测器一一对应连接信号采集卡的两个输入端。

使用时，矿井内的样品气通过载气送入色谱仪内的各条色谱柱，色谱柱的毛细管及药品对气体分子不断地吸附、释放，不同的气体组份吸附、释放的速度不一样，在载气的吹动下，不同的气体组份前进的速度不一样，到达色谱柱出口处的时间不一样。第一色谱柱的样品气进入热导检测器,产生热导电信号，经过信号放大整形，以差分电信号形式输出到信号采集卡的一个通道；第二色谱柱和第三色谱柱的样品气进入氢焰检测器中，样品气与助燃气体混合燃烧产生等离子体，氢焰检测器内的平衡桥电路检测等离子体的强度，产生变化的电信号，经过信号放大整形，以差分电信号形式输出到信号采集卡的另一个通道。

但在实际使用中，由于色谱柱老化，气流不稳定等原因，各条色谱柱中的谱峰位置经常偏移，致使所检测的样品气中两种或以上气体的谱峰重叠，造成部分气体的漏检，影响系统的检测结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三通道矿井气分析专用检测装置，能够避免两种以上气体的谱峰重叠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种三通道矿井气分析专用检测装置，包括气相色谱仪、信号采集卡和管理工作站，所述气相色谱仪内设有：分离氧气和氮气的第一色谱柱，分离一氧化碳、二氧化碳和甲烷的第二色谱柱，以及分离乙烯、乙炔和乙烷的第三色谱柱；

所述第一色谱柱联接热导检测器，其特征在于：所述第二色谱柱和第三色谱柱一一对应联接两个相互独立的第一、第二氢焰检测器，第二色谱柱和第一氢焰检测器之间设有镍触媒转化炉；

所述热导检测器及第一、第二氢焰检测器一一对应联接信号采集卡的三个输入端，信号采集卡联接管理工作站。

优选的，还包括控制柜，控制柜内安装有第一气体分配器和第二气体分配器，第一气体分配器的总入口联通抽气泵、各分出口上均设置两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的分支输出口一一对应联接第二气体分配器的分入口，第二气体分配器的总出口连通气相色谱仪的输入口，各两位三通电磁阀交替开启，同一时间第一气体分配器中只有一个分出口与气相色谱仪的输入口相通。

优选的，气相色谱仪内还设有十通阀，所述十通阀中：第十端口作为气相色谱仪的输入口，第三端口连通第一色谱柱，第七端口通过二分配连通第二色谱柱和第三色谱柱，第二和第五端口间接有第一定量管，第六和第九端口间接有第二定量管，第四和第八端口中均通入载气，第一端口作为输出口。

优选的，控制柜内还设置串行通讯板，管理工作站通过通讯线联接串行通讯板，串行通讯板并行电信号控制继电器驱动板，继电器驱动板控制联接两位三通电磁阀和抽气泵。

优选的，第一、第二氢焰检测器和信号采集卡之间设有信号整形放大器，信号整形放大器中设置分段放大电路。 

优选的，管理工作站在形成谱图的过程中采用高斯模板检测法。

优选的，气相色谱仪内增设串行通讯卡，串行通讯卡包括串口和与串口相联的外围通讯电路，外围通讯电路与气相色谱仪的单片机电联接，管理工作站通过串口与气相色谱仪直接通讯。

优选的，控制柜的机壳上设置有通讯线的转接件，转接件分别联接管理工作站和串行通讯板。

优选的，信号采集卡采用三个相互独立的24位模数转换模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：