[发明专利]基于ARM的井下激光多气体束管采样系统

说明书

基于ARM的井下激光多气体束管采样系统，所述多路进气束管一端与采样气体接触，多路进气束管另一端依次经过滤尘滤水单元(1‑3)和抽气执行机构后与多通道电磁阀控制模块(1‑8)连接，所述通道预抽排气单元(1‑14)通过单路束管与多通道电磁阀控制模块(1‑8)连通，所述多通道电磁阀控制模块(1‑8)与预检测模块(1‑10)通过单路束管连接，所述预检测模块(1‑10)与激光多气体分析模块(1‑12)通过单路束管连接，ARM主控处理单元(1‑1)通过电缆分别与抽气执行机构、多通道电磁阀控制模块(1‑8)、预检测模块(1‑10)和激光多气体分析模块(1‑12)电连接。采用激光检测技术实现井下实时检测和分析判断，精度高耗时短，提高了气体分析的实时性、快速性和准确性。

技术领域

本发明涉及煤矿井下气体监测技术领域，具体涉及基于ARM的井下激光多气体束管采样系统。

背景技术

为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故，根据国家煤矿安监局的规定，开采容易自燃的煤层时，必须针对易燃、有毒有害气体制定相应的防、灭火方案。在防、灭火设计中，要求煤矿必须设计安设束管防、灭火自动监测系统。

近年来，在煤矿的实际应用中，煤矿束管监测系统并未发挥其有效监测作用，究其原因有很多方面，一部分原因是因为这些年我国煤矿开采深度和开采强度的不断增加，导致矿井越挖越深，敷设束管的线路越来越长，从井下采空区抽出来气体分析实时性差，而且长距离的抽气，很难保证延续束管线路没有漏气，分析的气体未必是采空区内真实气体；另一部分原因目前我国主要的束管控制系统大多是井上固定式系统，气体分析时间长，系统操作复杂，需要专业技术人员培训才能操作，系统监测实时性差。

在当前的生产过程中，急需一种监测装置，能够直接在井下对多种标志性气体就地检测并快速得到结果进行分析判断，实现对灾害隐患的实时监测判断，解决传统束管监测系统需要在井上分析的弊端，提高气体分析的实时性、快速性和准确性。

发明内容

针对上述提出的问题，本发明提供基于ARM的井下激光多气体束管采样系统，直接在井下实时分析采空区内多种标志性气体，避免长距离束管传输漏气不准确、检测延迟问题；采用可调谐激光光谱吸收技术对气体进行检测，测量精度高、耗时短；基于ARM架构的主控处理单元能够控制多个通道检测并收集采空区内多种标志性气体浓度数值，实时判断异常数据。

为了实现上述技术目的，本发明的技术解决方案如下：

基于ARM的井下激光多气体束管采样系统，包括电源模块、控制器、气体采集部件、气体分析部件和数据通讯部件，所述电源模块为控制器、气体采集部件、气体分析部件和数据通讯模块提供电能，所述气体采集部件、气体分析部件和数据通讯部件分别与控制器连接，所述控制器包括ARM主控处理单元，所述气体采集部件包括多路进气束管、滤尘滤水单元、抽气执行机构、多通道电磁阀控制模块和通道预抽排气单元，所述多路进气束管一端与采样气体接触，所述多路进气束管另一端依次经过滤尘滤水单元和抽气执行机构后与多通道电磁阀控制模块连接，所述通道预抽排气单元与多通道电磁阀控制模块连通，所述气体分析部件包括预检测模块和激光多气体分析模块，所述多通道电磁阀控制模块与预检测模块通过单路束管连接，所述预检测模块与激光多气体分析模块通过单路束管连接，所述ARM主控处理单元通过电缆分别与抽气执行机构、多通道电磁阀控制模块、预检测模块和激光多气体分析模块电连接。

通过提出上述方案，将本发明直接安装在在井下，实时采集分析采空区内多种标志性气体，多路进气束管可用于抽取分析多个区域的气体状况，具体由ARM主控处理单元控制多通道电磁阀控制模块切换抽气区域，避免井上监测带来的长距离束管传输漏气不准确、检测延迟问题；激光多气体分析模块采用可调谐激光光谱吸收技术对气体进行检测，测量精度高、耗时短；基于ARM架构的主控处理单元能够控制多个通道检测并收集采空区内多种标志性气体浓度数值，实时检测判断异常数据。