JSG4火灾束管监测系统.ppt

JSG4火灾束管监测系统 郄志怀 简介 JSG4火灾束管监测系统是由北京中才华源公司自主研发的一套连续在线的矿井专用系统，系统采用进口红外传感器及先进的数字处理技术，实现对CO，CO2，CH4，O2的连续自动快速的在线检测。 1 系统概述 1.1 系统组成 系统由两大部分组成即束管和分站。束管包括抽气泵，分路箱，滤尘器，滤水器；分站由采集模块，分析模块，显示模块，数据传输模块组成 1.2系统工作原理 通过抽气泵把监测点的气体抽到分站，然后由分站的采集模块采集气样，通过分析模块对气样进行化验，化验的结果由显示模块以数字的形式显示出来，最后由数据传输模块将数据传送的地面主机系统。 1.3系统特点 1）因为分站是放在井下的，所以大大缩短了束管的距离。好处有三点，首先大大地节约了成本，减少了工程量，降低了施工难度；其次束管距离缩短了，抽气时间相应变短，数据的实时性就会更好；最后，后期系统维护量也相应降低。 2）束管可以监测监控系统监测不到的地方，比如，采空区。监测采空区这正是束管监测系统最大的特点，通过对采空区的监测可以随时观测到采空区的气体变化情况。在注氮的时候通过对氮气的检测还可以观测注氮的效果。 3）分站采用进口红外传感器和低功耗嵌入式微处理器，寿命长，灵敏度高，响应时间短，稳定性好，数据处理速度快。 4）简易的操作，良好的人机界面，简单的校准，一般一个星期只需要校准一次。 5）分站采用模块化的设计理念，更换方便，所有的模块都封装在防暴壳里，防暴壳采用螺纹式封装，拆卸方便。 红外线气体分析仪 红外线是一种看不见的光，其波长范围在0.78——1000μm，它在红外线光外，所以称其为红外线。红外线可分为三部分，即近红外线，波长我为0.75—1.5μm之间；中红外线，波长在1.5---6.0μm之间；远红外线，波长为6.0--1000μm之间。在红外线气体分析仪器中实际使用的红外线波长大约在1~50μm。 红外线气体分析仪工作原理 工作原理 其工作原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收。红外线常用的波长为2---12μm。简单的说就是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器，从容器可以透光的两个端面中的一个端面一侧入射一束红外光，然后在另一个端面测红外线的定辐射强度，然后依据红外线的吸收与吸光物质的的浓度成正比就知道被测气体的浓度。 朗伯-比尔定律 其物理含义是当一束平行单色光垂直透过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。这就是红外分析仪的测量依据。 红外气体分析仪特点 1能测量多种气体 除单原子的惰性气体和具有对称结构的无极性双原子分子气体外，CO，CO2，NO等无机物，CH4等有机物都可以用红外线分析仪进行测量。 2测量范围宽 可分析气体的浓度上限达100%，下限达几个PPM的浓度，进行精细化处理后，可以进行痕量分析。 3灵敏度高 具有很高的监测灵敏度，气体浓度有微小变化都能分辨出来。 4测量精度高 一般在+-%2FS，与其他分析手段相比，它的进度较高且比较稳定。 5 反应快 相应时间一般在10S以内。 6具有良好的选择性 红外分析仪有很高的选择性系数，因此特别适合于对多组分气体中的某一待测气体进行测量，而且当混合气体中一种或几种组分浓度发生变化时，并不影响对待分析组分的测量。 红外分析仪基本结构和主要部件 红外分析仪一般由气路和电路两部分组成，它的气路和电路的联系部件也是核心部分是发送器，发送器是红外分析仪的‘心脏’，它将被测气体组分的浓度的变化转变为某种电参数的变化，并通过相应的电路转变成电流或电压信号输出。发送器由光学系统和检测器两部分组成。主要构成部件有如下一些，红外辐射光源，气室和滤光原件，检测器。 红外气体分析测量原理 分析仪有两个气室，一个是测量室，一个是参比室。两个气室通过切光片以一定周期同时或交替开闭光路。在测量室中导入被测气体后，具有被测气体特有波长的光被吸收，从而使透过测量室这一光路而进入红外接收室的光通量减少。气体浓度越高进入红外接收气室的光通量就越少；而透过参比室的光通量是一定的，进入到红外接收气室的光通量也是一定的，因而，被测气体的浓度越高，透过测量室和参比室的光通量差值就越大。这个光通量差值是以一定周期振动的振幅投射到红外接收气室。接收气室用几微米厚的金属薄膜分隔成两半部，气室内封有较大浓度的被测气体组分，在吸收波长范围内能将射入的红外线全部吸收，从而使脉动光通量变为温度的周期变化，再根据气态方程使温度的变化转成压力变化，然后用电容式传感器来检测，经过放大处理后指示出被测气体的浓度 光源和调制器 光源的任务：产生具有一定调制频率（2~12HZ）、两束能量相等且