[实用新型]多光源矿井灾后环境气体遥感装备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多光源矿井灾后环境气体遥感装备，该装备涉及激光技术、光谱分析技术、信号处理技术等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。事故发生后，及时掌握井下事故现场情况，是正确、有效救援，减少人员伤亡的关键。井下瓦斯爆炸和火灾等事故，会产生大量CO，CO₂，CH₄等有毒有害气体，消耗大量O₂。当事故现场有毒有害气体浓度超高、O₂含量较低时，会危害搜寻、救护人员的生命，因此在进行井下灾后救援时，应先对未到达的一定距离内的矿井环境空气危险性进行侦测。现有救援工作中环境空气侦测方法包括短距遥感监测、探杆侦测和抛掷侦测。应用于矿井的短距离遥感监测目前只能对甲烷浓度进行侦测，不能侦测其它气体浓度和环境温度，而且一般侦测距离不超过30米；探杆侦测是将甲烷传感器固定于探杆顶部，将探杆伸至未到达区域进行侦测，此方法受探杆长度限制，侦测效率低，影响救援工作效率；抛掷侦测是通过专用的投掷设备将甲烷传感器投掷至巷道的未到达区域，再对环境进行侦测，由于投掷设备操作受人为因素影响较大，传感器损坏率高，投掷成功率低，侦测距离虽高于探杆方式，但实际应用效果并不理想。所以目前需要可应用于井下灾后救援的、可随身携带的、可远距离侦测井下CO，CO₂，CH₄，O₂等气体浓度的新型侦测设备。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种多光源矿井灾后环境气体遥感装备。所述装备主要包括激光发射器、激光接收器、控制处理单元、显示屏和通信接口；装备采用开放气室，可对多种气体浓度进行遥感监测；激光发射器通过激光源产生激光，激光发射器包括多个激光源，每个激光源用于产生探测一种气体的激光；装备具有激光测距功能；装备具有自动扫描监测功能，装备可自动发射多个不同方向的激光。

1.所述装备进一步包括：装备为防爆型设备。

2.所述装备进一步包括：装备的激光发射器包括多种作为激光源的可调谐半导体激光器，每个可调谐半导体激光器发出的激光波长在某个相对固定的波长范围内；控制处理单元控制各可调谐半导体激光器发射激光；激光接收器接收反射回来的激光，将激光信号转换为电信号，控制处理单元处理电信号得到各气体浓度。

3.所述装备进一步包括：装备的激光发射器的激光源包括发射甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氧气分子吸收峰值的波长范围的可调谐半导体激光器。

4.所述装备进一步包括：装备的激光发射器采用可自动调节发射方向的激光发射器，控制处理单元以扫描监测方式控制激光发射器发射方向，进行不同方向气体浓度和距离监测。

5.所述装备进一步包括：装备的显示屏采用彩色显示屏，可由控制处理单元控制显示不同的颜色气体浓度和透视三维空间模型。

6.所述装备进一步包括：装备的通信接口包括无线通信接口。

附图说明

图1多光源矿井灾后环境气体遥感装备实施方案1组成示意图。

图2多光源矿井灾后环境气体遥感装备实施方案1原理示意图。

图3多光源矿井灾后环境气体遥感装备实施方案2组成示意图。

图4多光源矿井灾后环境气体遥感装备实施方案2原理示意图。

图5多光源矿井灾后环境气体遥感装备实施方式2准直器排列结构示意图。

图6信号发生器原理示意图。

图7数字鉴相器原理示意图。

图8多光源矿井灾后环境气体遥感装备工作流程图。

具体实施方式

所述遥感装备的具体实施方式1如图1所示，装备组成单元包括：

1.控制处理单元(101)：负责控制激光发射器(110)发射激光；处理激光接收器(116)返回的信号获得气体浓度和反射物距离；控制通信接口(120)进行通信；控制显示屏(123)显示；接收按键(124)的操作信号并进行相应的处理。具体组成包括：

(1)核心处理器(102)，采用三星S3C2440处理器，S3C2440是基于ARM920T内核的微处理器，；S3C2440具有3个UART接口，2个SPI接口，2个USB接口，1个IIC-BUS接口；使用嵌入式Linux平台实现驱动控制通信。

(2)电源与时钟模块(103)，包括DC电压转换和时钟管理元件，DC电压转换均采用MAX1724系列电源芯片，为所有芯片供电；选用12MHz晶振。