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原文传递一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统

专利名称：	一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统
摘要：	本申请提供一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，系统包括采集装置和全激光气体监测主机，其中，采集装置包括束管和过滤箱，束管用于采集矿井内采空区的样气，样气经过滤箱过滤后运输至全激光气体监测主机，过滤箱用于过滤样气中的水汽；全激光气体监测主机包括激光气体分析仪、预抽泵以及正抽泵，预抽泵包括第一预抽泵，正抽泵包括第一正抽泵，第一预抽泵用于在第一正抽泵工作之前执行样气预抽操作，以便于节省后续第一正抽泵执行样气抽气操作的时间；第一正抽泵用于抽取样气至激光气体分析仪，以供激光气体分析仪对样气的组分和浓度进行分析。本申请通过分时控制正抽泵和预抽泵工作，具有提高监测效率的效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	山西国惠华光科技有限公司
发明人：	武学春;张瑞晓;邵利;赵彦伟;阴旭梅;岳江涛
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-27T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202211183460.3
公开号：	CN115639169A
代理机构：	北京维正专利代理有限公司
代理人：	杨叁
分类号：	G01N21/39;G01N1/24;G01N1/34;G01N1/40;G08B17/06;G08B17/103;G;G01;G08;G01N;G08B;G01N21;G01N1;G08B17;G01N21/39;G01N1/24;G01N1/34;G01N1/40;G08B17/06;G08B17/103
申请人地址：	030000 山西省太原市山西转型综合改革示范区学府产业园亚日街1号1幢101、103、108室
主权项：	1.一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述系统包括采集装置和全激光气体监测主机，其中，所述采集装置包括束管和过滤箱，所述束管用于采集矿井内采空区的样气，所述样气经过所述过滤箱过滤后运输至所述全激光气体监测主机，所述过滤箱用于过滤所述样气中的水汽；所述全激光气体监测主机包括激光气体分析仪、至少一个预抽泵以及至少一个正抽泵，所述至少一个预抽泵包括第一预抽泵，所述至少一个正抽泵包括第一正抽泵，所述第一预抽泵用于在所述第一正抽泵工作之前执行所述样气预抽操作，以便于节省后续所述第一正抽泵执行所述样气抽气操作的时间；所述第一正抽泵用于抽取所述样气至所述激光气体分析仪，以供所述激光气体分析仪对所述样气的组分和浓度进行分析；一个采空区对应一个所述预抽泵和一个所述正抽泵，一个采空区对应一种所述样气，一个所述预抽泵对应一个预抽管路，一个所述正抽泵对应一个正抽管路。 2.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述样气包括氧气、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙烷以及一氧化碳中的一种或多种，其中，所述激光气体分析仪采用波长为750-770nm的激光对所述氧气的浓度进行测量；采用波长为1500-1600nm的激光对所述乙炔的浓度进行测量；采用波长为1601-1800nm的激光对所述甲烷的浓度进行测量；采用波长为2000-2200nm的激光对所述二氧化碳的浓度进行测量；采用波长为3000-3200nm的激光对所述乙烯的浓度进行测量；采用波长为3300-3500nm的激光对所述乙烷的浓度进行测量；采用波长为4000-5000nm的激光对所述一氧化碳的浓度进行测量；所述激光气体分析仪采用的激光光源类型包括DFB、ICL以及QCL。 3.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述采集装置还包括预处理设备，所述预处理设备为粉尘过滤器，所述粉尘过滤器位于所述束管的进气口，所述粉尘过滤器用于对采集的所述样气进行除尘处理。 4.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述系统还包括测温装置，所述测温装置为分布式光纤测温主机，所述分布式光纤测温主机用于对所述采空区内的温度进行测量，并将测量结果发送至矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台对所述采空区内的温度进行预警。 5.一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项权利要求所述基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统中的所述全激光气体监测主机，所述至少一个正抽泵还包括第二正抽泵，所述至少一个预抽泵还包括第二预抽泵，所述方法包括：所述全激光气体监测主机获取第一采集信号，所述第一采集信号用于表示对第一采空区进行所述样气采集；根据所述第一采集信号，控制所述第一正抽泵和所述第二预抽泵执行抽气操作，以使所述第二预抽泵抽取的第二样气由第二预抽管路排出，以便于节省后续所述第二正抽泵执行所述第二样气抽气操作的时间，所述第二预抽管路与所述第二预抽泵相对应，所述第二样气为第二采空区的气体；控制所述激光气体分析仪对所述第一正抽泵抽取的第一样气进行分析，并得到所述第一样气的组分和浓度分析数据，所述第一样气为所述第一采空区的气体；将所述分析数据发送至所述矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台进行预警。 6.根据权利要求5所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，所述方法还包括：所述全激光气体监测主机控制所述第一正抽泵和所述第二预抽泵在预设第一时间之后执行停止抽气操作，其中，所述预设第一时间由所述全激光气体监测主机对所述第一样气的分析时间确定。 7.根据权利要求5所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，所述至少一个正抽泵还包括第三正抽泵，所述至少一个预抽泵还包括第三预抽泵，所述方法还包括：所述全激光气体监测主机获取第二采集信号，所述第二采集信号用于表示对所述第二采空区进行所述第二样气采集；根据所述第二采集信号，控制所述第二正抽泵和所述第三预抽泵执行抽气操作，以使所述第三预抽泵抽取的第三样气由第三预抽管路排出，以便于节省后续所述第三正抽泵执行所述第三样气抽气操作的时间，所述第三预抽管路与所述第三预抽泵相对应，所述第三样气为第三采空区的气体；控制所述激光气体分析仪对所述第二正抽泵抽取的所述第二样气进行分析，并得到所述第二样气的组分和浓度分析数据；将所述分析数据发送至所述矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台进行预警。 8.根据权利要求5所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，所述全激光气体监测主机获取第一采集信号之前，所述方法还包括：所述全激光气体监测主机控制所述第一预抽泵执行抽气操作，以便于节省后续所述第一正抽泵执行所述第一样气抽气操作的时间；其中，所述第一样气包括氧气、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙烷以及一氧化碳中的一种或多种，所述激光气体分析仪对不同的气体采用不同范围的波长进行测量，且一种波长范围对应一种气体。 9.一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测装置，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项权利要求所述基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统中，所述装置为全激光气体监测主机，所述装置包括获取模块(51)、处理模块(52)以及发送模块(53)，其中，所述获取模块(51)，用于获取第一采集信号，所述第一采集信号用于表示对第一采空区进行所述样气采集；所述处理模块(52)，用于根据所述第一采集信号，控制所述第一正抽泵和所述第二预抽泵执行抽气操作，以使所述第二预抽泵抽取的第二样气由第二预抽管路排出，以便于节省后续所述第二正抽泵执行所述第二样气抽气操作的时间，所述第二预抽管路与所述第二预抽泵相对应，所述第二样气为第二采空区的气体；控制所述激光气体分析仪对所述第一正抽泵抽取的第一样气进行分析，并得到所述第一样气的组分和浓度分析数据，所述第一样气为所述第一采空区的气体；所述发送模块(53)，用于将所述分析数据发送至所述矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台进行预警。 10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器(61)、存储器(62)、用户接口(63)以及网络接口(64)，所述存储器(62)用于存储指令，所述用户接口(63)和网络接口(64)用于给其他设备通信，所述处理器(61)用于执行所述存储器(62)中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求5至8任意一项所述的方法。