[发明专利]吸入式光干涉瓦斯管道传感器

说明书

本发明属于气体浓度测量技术领域，涉及一种吸入式光干涉瓦斯管道传感器，旨在解决现有技术中瓦斯抽放管道恶劣环境中瓦斯浓度的准确可靠稳定测量问题。本发明包括：瓦斯管道传感器由汽水分离器、取样缓冲气室、吸入式采样装置、光干涉检测装置等部分构成，抽放管道中的气体经过汽水分离和多级过滤后进入取样缓冲气室内，通过吸入式采样装置将气体周期性的吸入到光干涉检测装置内进行浓度测量。通过控制各组成部件的启停顺序，实现气体采样和测量过程中的平衡状态，降低外部因素对光干涉传感器测量结果的影响。本发明提出的传感器结构设计方法和测量流程控制方法，使该传感器在恶劣应用环境下具有更好的稳定性和准确性。

技术领域

本发明属于气体浓度测量技术领域，具体涉及一种吸入式光干涉瓦斯管道传感器。

背景技术

瓦斯抽放是煤矿安全生产中的重要环节，通过井下瓦斯抽放，不仅降低矿井瓦斯的涌出量，防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害，确保安全生产，还可以变害为利，实现通过坑口电站来实现瓦斯资源的充分利用，因此井下瓦斯的抽放和利用将会为煤矿提供新的经济增长点。在瓦斯抽采过程中，瓦斯管道监测尤为重要，它既能保障抽放系统安全性，又能起到检验抽放效果的作用，同时还要对瓦斯进行计量，进行瓦斯有效利用率的优化和提升。

目前，瓦斯管道监测通常采用的矿用瓦斯(甲烷)传感器增加采样装置的分流方式实现，管道内气体通过采样装置直接进入到传感器的敏感元件处。但由于瓦斯管道内成分复杂，存在大量水汽、粉尘，容易进入甲烷传感器内，造成传感器敏感元件和采集电路失效，不仅影响了传感器对浓度检测的准确性，还会造成传感器功能和性能异常，对传感器的使用寿命带来致命影响，往往工作一段时间就无法正常工作。同时，由于管道内气体的恶劣工况，常用的载体催化式和激光光谱式甲烷传感器均对温度、水汽、压力等因素较为敏感，在应用中经常出现监测数据异常情况，难以满足瓦斯抽放的实时连续准确检测需求。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中瓦斯抽放管道恶劣环境中瓦斯浓度的准确可靠稳定测量问题，本申请提供了一种吸入式光干涉瓦斯管道传感器，该传感器与瓦斯管道连通，包括依次连接的汽水分离器、取样缓冲气室、吸入式采样装置和光干涉检测装置；

所述汽水分离器具有用于输入或输出取样气体的连接管路，取样气体通过连接管路进入至所述汽水分离器内后经过汽水分离并过滤后进入所述取样缓冲气室内；

所述取样缓冲气室内设置有金属烧结过滤网过滤器，用于对取样气体进行二次过滤；

所述吸入式采样装置与所述光干涉检测装置通信连接，所述光干涉检测装置包括采集控制板，所述采集控制板控制所述吸入式采样装置将所述取样缓冲气室内的取样气体吸入至所述光干涉检测装置内，以使所述光干涉检测装置检测取样气体中特定成分的浓度。

在一些优选技术方案中，所述汽水分离器包括依次连接的管道连接部、气体取样管路单元、气体过滤装置和取样连接部，所述管道连接部与瓦斯管道连通设置，所述取样连接部与所述取样缓冲气室连通设置。

在一些优选技术方案中，所述气体取样管路单元包括气体输入管路、气体隔板、缓冲腔和气体输出管路；

所述气体输入管路和所述气体输出管路平行间隔设置，所述气体输入管路和所述气体输出管路的上端部与所述缓冲腔连通，所述气体输入管路和所述气体输出管路下端部均与瓦斯管道连通，所述气体输入管路用于将瓦斯管道内的取样气体输入至所述缓冲腔内，所述气体输出管路用于将检测后的取样气体输出至瓦斯管道；

所述气体隔板装设于所述气体输入管路与所述气体输出管路之间且具有延伸于瓦斯管道内部的延伸端，所述气体隔板用于管道气体节流。

在一些优选技术方案中，所述气体输入管路延伸于瓦斯管道内的管体形状为L形，所述气体输入管路下端部管口背离瓦斯管道内气体流通方向设置。

在一些优选技术方案中，所述气体过滤装置沿竖直方向从上到下依次设置有滤水器和防尘网。