[发明专利]一种可精确定位的红外甲烷测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种可精确定位的红外甲烷测量装置及测量方法，包括主控制器、分布式反馈激光器、伸缩结构、挡板、防爆外壳和系统电源，所述主控制器通过串口分别与调制信号发生电路、激光器温度控制电路、第一无线通信模块和显示器连接；所述分布式反馈激光器中封装有激光二极管、NTC热敏电阻、半导体制冷器和光电二极管，激光二极管与调制信号发生电路连接，NTC热敏电阻和半导体制冷器分别与激光器温度控制电路连接；所述挡板中依次设置有光电转换电路、谐波检测电路、协控制器和第二无线通信模块，协控制器通过串口分别与光电转换电路、谐波检测电路和第二无线通信模块连接，光电转换电路和谐波检测电路连接。

技术领域

本发明涉及到气体检测分析领域，尤其涉及到一种可精确定位的红外甲烷测量装置及测量方法。

背景技术

随着石油、天然气、煤矿等工业的快速发展以及天然气在我国能源消耗结构中占比的逐渐提高，因天然气开采、运输和使用所产生的伤亡事故也不断增多。天然气的主要成分是甲烷，俗称瓦斯。当空气中甲烷含量达到25％-30％时会引起头痛、头晕、乏力、呼吸心跳加速等不良反应，若不及时离开会使人窒息，严重了甚至会危及生命。而当甲烷浓度在5％-16％之间时，遇明火会产生爆炸，据统计我国有40％矿难是由瓦斯爆炸引起的，而瓦斯爆炸造成的死亡人数占我国矿难全部死亡人数的70％以上。同时，甲烷也是一种温室气体，而且是引起温室效应的最主要气体之一。因此，对甲烷气体进行检测对人身安全、工矿安全运行和环境保护等都有着及其重要的作用。

甲烷气体浓度检测的目的主要有以下三个方面：(1)用于防火防爆。在煤矿、油田、化工厂等存在甲烷气体的场所，为了避免甲烷气体泄漏引起燃爆事故，需要对工作环境进行实时、精确的监测，同时对检测设备的可靠性要求非常高，传统的甲烷检测仪器并不能满足需要。(2)用于环境保护。近些年环保问题成为人们关注较多的问题，温室效应尤为突出。甲烷作为最主要的温室气体之一，实现对其实时、大范围的监控，对分析温室效应产生的原因及有针对性地治理温室效应都非常有帮助。(3)用于家庭生活。家用燃气中的天然气、管道煤气中都含有甲烷气体，燃气泄漏会对人身安全和财产安全产生重大威胁，因此实时、小型化的家用甲烷监测报警系统也是非常重要的。

目前常用的气体检测方法有催化燃烧法、半导体气敏法、热导效应法、红外吸收光谱法和气相色谱法等，先对其的不足之处进行说明：催化燃烧法受环境的影响较大，温度、湿度等因素会引起零点漂移，在矿井中的实际操作困难较大，此外，传感器自身可能成为爆炸源，具有安全隐患，元件也会产生“中毒”现象而不能使用；半导体气敏法需要掺杂贵金属Pd和Pt来提高检测灵敏度，会造成工作温度高、稳定性和一致性较差等不利影响，难以应用在实际中；热导效应法主要用于气体纯度的检测，存在检测灵敏度低、检测误差大、温度漂移大等缺点，不适合应用于甲烷浓度的实时检测；红外吸收光谱具有精度高、选择性好、无零点漂移和中毒现象发生等优点，是国内气体检测的主要研究方向，目前国外已有多家公司研制成功了用于矿井下瓦斯检测的基于红外吸收光谱原理的检测设备，但是国内尚未研制出同类产品；气相色谱法分离速度快、测量范围广泛，用来检测甲烷可以达到较高的灵敏度，但是仪器体积大，不方便移动，难以实现实时、在线检测。

为了解决上述问题，本发明提出一种可精确定位的红外甲烷测量装置及测量方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可精确定位的红外甲烷测量装置及测量方法。