[实用新型]测试煤自燃过程电磁辐射的系统

说明书

本实用新型属于一种测试煤自燃过程电磁辐射的系统，包括温度采集计算机、高精度红外热像仪、耐高温陶瓷加热圈、电磁辐射监测探头、前置放大器和高速声电采集装置；所述陶瓷加热圈的外罩由铝板制成、传热介质采用95氧化铝陶瓷、发热体为高性能镍镉丝；所述陶瓷加热圈圈体两侧各留有一个开口，高精度红外热像仪和电磁辐射监测探头分别位于两个开口的外侧；红外热像仪通过数据线与温度采集计算机相连，电磁辐射监测探头与前置放大器相连，前置放大器通过数据线连接在高速声电采集装置上；红外热像仪、电磁辐射监测探头以及耐高温陶瓷加热圈均放置在电磁屏蔽室中。模拟分析井下煤岩体在不同升温速率条件下电磁辐射信号强度的大小及规律。

技术领域

本实用新型属于一种探测井下火灾的系统，具体涉及一种测试煤自燃过程电磁辐射的系统。

背景技术

我国是矿井火灾最严重的国家，约56%以上煤层具有自燃倾向性，全国重点矿山易自燃煤层占55%，每年由于煤田火灾而烧损煤量超过1千万t。矿井火灾的频发，既影响了煤矿的高效生产，又对矿工的生命健康造成了威胁，还造成了煤炭资源的大量浪费，面对严峻的煤矿安全形势，我们要切实落实安全生产责任。因此，对煤自燃的预防和治理，是矿井火灾防治的重中之重。

对井下火灾的探测，其意义主要体现在井下发生火灾以后，可以有效地缩小井下煤自燃区域的范围，快速精准地确定发火地点位置，采取措施对火区进行扑救，将煤自燃造成的经济损失、人员伤亡降到最低。

对电磁辐射信号的监测，很早就应用在地震的预测上，低频电磁信号的异常是地震前兆的重要特征。近年来，随着科学技术的不断发展，电磁辐射的研究对象得到较大的拓展，对煤岩受载破坏与电磁辐射对应关系的研究也取得了不少成果。煤是结构复杂非匀质体，煤体受热升温后会发生膨胀变形，并最终导致破裂，而这一过程与煤体受载时发生形变导致破裂的过程具有相似之处。目前已经有研究表明，煤体在受热升温过程中伴随着电磁辐射信号的产生，并且具有较好的对应关系。因此，研究煤体受热升温过程的电磁辐射信号的规律及特征，对井下火灾的探测具有重要意义。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种测试煤自燃过程电磁辐射的系统，能够有效的模拟井下煤岩体在自燃过程中其电磁辐射信号强度的大小，以便分析自燃过程中电磁辐射信号的相关特征及规律。该系统安装便捷，操作简单，易于上手，且试验数据可靠，可重复性强。

本实用新型的技术方案是通过下述途径实现的：一种测试煤自燃过程电磁辐射的系统，包括温度采集计算机、高精度红外热像仪、耐高温陶瓷加热圈、电磁辐射监测探头、前置放大器和高速声电采集装置；所述陶瓷加热圈的外罩由铝板制成、传热介质采用95氧化铝陶瓷、发热体为高性能镍镉丝（Cr20Ni80），外罩与95氧化铝陶瓷之间设有硅酸铝纤维板作为隔热保温材料；所述陶瓷加热圈圈体两侧各留有一个开口，高精度红外热像仪和电磁辐射监测探头分别位于两个开口的外侧；红外热像仪通过数据线与温度采集计算机相连，电磁辐射监测探头与前置放大器相连，前置放大器通过数据线连接在高速声电采集装置上；红外热像仪、电磁辐射监测探头以及耐高温陶瓷加热圈均放置在电磁屏蔽室中。

优选的，电磁屏蔽室由网格尺寸小于0.5mm的铜网制成，并进行接地处理。

优选的，陶瓷加热圈通过线缆连接有加热圈功率控制器，用于调整陶瓷加热圈的加热功率，最快可在20min内将实验煤柱加热至400℃以上。

优选的，所述高速声电采集装置为美国物理声学公司生产的PCI-2声发射系统。

优选的，红外热像仪固定在加热圈一侧开口10cm处，电磁辐射检测探头固定在另一侧开口10cm处。

优选的，所述电磁辐射监测探头由磁棒、第三线圈、双联可变电容器和磁环变压器组成，可变电容器的一组极片与第三线圈串联，所述第三线圈缠绕在磁棒上，可变电容器的另一组极片与磁环变压器的一次线圈串联，一次线圈缠绕在磁环变压器上，磁环变压器上缠绕的二次线圈与前置放大器串联。