[发明专利]电阻型煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于瓦斯解吸实验装置技术领域，特别涉及一种电阻型煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法及装置。

背景技术

颗粒煤瓦斯解吸规律是煤层瓦斯含量测定、突出危险性预测、突出发展过程中破碎煤的瓦斯涌出、采落煤瓦斯涌出和煤层气开发等方面的关键科学问题之一。煤体的瓦斯解吸规律可用于确定煤层瓦斯含量、反映煤与瓦斯突出危险性，国内外众多学者对颗粒煤的瓦斯解吸规律进行了大量的研究，一方面根据瓦斯解吸规律计算瓦斯含量测定过程中的损失瓦斯量，另一方面根据解吸规律寻求突出危险预测指标及其临界值。现阶段煤体瓦斯解吸规律的研究方法主要采用吸附—解吸实验法，吸附—解吸实验法是搭建实验室实验系统，进行煤体瓦斯解吸初期的实验室实验，通过改变煤体瓦斯解吸的环境参数（主要是吸附平衡的瓦斯压力）和实验煤样本身的物理性质（主要是变质程度、破坏程度、粒度等）来研究煤体的瓦斯解吸初期规律，然而研究煤体的瓦斯解吸初期规律，主要是测定瓦斯解吸速度和解吸量，目前煤样瓦斯解吸速度和解吸量的主要测定方法是：通过带针头的导气管将解吸出来的气体导入到解吸量筒中，量筒上标有相应的刻度，每间隔一定的时间记录量筒内液体体积的读数来测得解吸速度和解吸量。该方法存在一定的不足：

1.需要实验人员持续2个小时或者更长的时间来记录数据，浪费大量时间和精力；

2.在读取筒内液体体积的刻度时，由于每个人观察液面高度的角度不同，易造成读数存在误差；

3.在读取筒内液体体积的刻度时，实验人员需边记录煤样解吸时间，边记录数据，易造成时间上的误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够自动测试瓦斯解析过程的方法及装置，减少人工测试时的误差以及人工时间的浪费。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：电阻型煤样瓦斯解吸速度全程自动测试装置，包括煤样罐、智能模块以及电阻型解吸量管，所述的智能模块包括电流信号采集模块、处理模块以及主机，所述的电阻型解吸量管内部有两片金属导片，两片金属导片分别通过导线与电流信号采集模块相连，电流信号采集模块的信号输出端连接处理模块的信号输入端、处理模块的信号输出端通过电平转换单元连接主机。

所述两片金属导片为长方形，分别固定在电阻型解吸量管内表面的两侧，两金属导片不相接，金属导片贴在电阻型解吸量管内表面呈弧形。

所述的电阻型解吸量管顶端上固定两个接线柱，两片金属导片分别通过导线与两个接线柱相连接，两个接线柱分别通过导线与电流信号采集模块连接。

所述的处理模块包括模/数转换器、第一处理单元、第二处理单元以及无线通讯单元，模/数转换器的信号输入端连接电流信号采集模块的信号输出端，模/数转换器的信号输出端连接第一处理单元的信号输入端，第一处理单元的信号输出端通过无线通讯单元连接第二处理单元的信号输入端，第二处理单元连接电平转换单元，其中第一处理单元以及第二处理单元为单片机，电平转换单元为电平转化芯片。

一种上述装置实现的电阻型煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法，该方法包括以下步骤：

A. 向电阻型解吸量管的解吸室中注满导电液体，启动智能模块；

B.  煤样装入煤样罐，将煤样罐与电阻型解吸量管接通，解吸气进入电阻型解吸量管，解吸室有导电液体排出，致使电阻型解吸量管中导电液体的电阻发生变化，从而使得电流发生变化，电流信号采集模块通过两片金属导片以及导线采集电流信号；

C.  流信号采集模块将采集到的电流信号传输给处理模块，处理模块根据                                                ，其中V₁为导电液体充满电阻型解吸量管时已知体积，即量管的容积， 为当时间为t时的导电液体体积变化量，I₁为导电液体充满电阻型解吸量管时测得电流，I_t为当时间为t时导电液体体积变化后测得电流，求出当时间为t时导电液体的体积变化量，从而得出当时间为t时解吸出的气体的体积变化量也为，处理模块将不同时间得到的不同的体积信号传送给主机，主机上生成时间—体积对应关系图，根据该关系图得出单位时间内解吸出的解吸气的体积，从而得出煤样瓦斯解吸速度，则煤样瓦斯的解吸速度为/t。