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一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法

阅读：265发布：2020-05-28

专利汇可以提供一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法，测定装置包括主机系统和手机系统，主机系统包括外壳、进气口和出气口，外壳内设有电源模块、控制电路模块、传输模块和传感器模块；控制电路模块分别与传输模块和传感器模块连接，用于将传感器模块采集的数据进行处理后通过传输模块传递到APP 软件进行显示、存储、查询和上传；传感器模块包括压差传感器、绝压传感器、瓦斯浓度传感器和温度传感器，在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还连接有常开电磁阀，控制电路模块与常开电磁阀连接并控制常开电磁阀的开启和关闭。本发明通过改变测定装置内部原件功能及测定方式使得测定装置的体积和重量大大缩减，便于井下工人携带和操作。，下面是一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，包括主机系统，主机系统包括外壳、设置在外壳上的进气口和出气口，其特征在于：还包括手机系统，手机系统包括手机和手机上的APP 软件，外壳内设有电源模块、控制电路模块、传输模块和传感器模块；
电源模块与控制电路模块连接，用于向主机系统供电；
控制电路模块分别与传输模块和传感器模块连接，用于将传感器模块采集的数据进行处理后通过传输模块传递到手机上的APP软件进行显示、存储、查询和上传；
传感器模块包括压差传感器、绝压传感器、瓦斯浓度传感器和温度传感器，压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，瓦斯浓度传感器位于另一条并联的气流通路上，在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还连接有常开电磁阀，控制电路模块与常开电磁阀连接并控制常开电磁阀的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述压差传感器包括低压差传感器和高压差传感器，所述高压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，所述低压差传感器位于与高压差传感器和瓦斯浓度传感器所在气流通路均并联的另一条气流通路上，所述控制电路模块控制气体在低压差传感器和高压差传感器所在回路的流动。
3.根据权利要求2所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述低压差传感器所在的气流通路上还设有常闭电磁阀，控制电路模块与常闭电磁阀连接并控制常闭电磁阀的关闭和开启。
4.根据权利要求3所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还设有增压装置，增压装置与控制电路模块连接。
5.根据权利要求1至4任一所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述电源模块为防爆锂电池，所述外壳上还设有对防爆锂电池进行充电的充电接口。
6.根据权利要求5所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述控制电路模块包括电路板，电路板上设置有单片机。
7.根据权利要求6所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，其特征在于：所述传输模块为无线传输模块，所述无线传输模块为蓝牙通讯模块。
8.一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、将测定装置的进气口连接到瓦斯抽放管道的进气端，出气口连接到瓦斯抽放管道的出气端；
(2)、开启电源模块，电源模块为主机系统供电，打开手机的APP软件与控制电路模块进行连接；
(3)、从抽放管道的进气端向测定装置的进气口通入待测定的气体，气体流经压差传感器和绝压传感器所在气流通路，压差传感器和绝压传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；
(4)、控制电路模块控制常开电磁阀关闭，气体流经常开电磁阀和瓦斯浓度传感器所在的气流通路，瓦斯浓度传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；
(5)、步骤(3)和步骤(4)中的气体流经温度传感器后从排气口排出，温度传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；
(6)、控制电路模块将步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)中接收到的数据进行处理计算，计算后得到的数据通过传输模块传递到手机的APP软件上进行显示、存储、查询和上传。
9.根据权利要求8所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法，其特征在于：压差传感器包括低压差传感器和高压差传感器，高压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，低压差传感器位于与高压差传感器所在气流通路并联的另一条气流通路上，在步骤(3)中，当测量装置内的气体压差值小于控制电路模块中的基准值时，气体流经低压差传感器所在的气流通路，当测量装置内的气体压差值大于控制电路模块中的基准值时，气体流经高压差传感器所在的气流通路。
10.根据权利要求9所述的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法，其特征在于：低压差传感器所在的气流通路上还设有常闭电磁阀，瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还设有增压装置，在步骤(4)中，当控制电路模块控制常开电磁阀关闭的同时，控制电路模块还将控制常闭电磁阀开启和增压装置工作，增压装置结合常闭电磁阀的开启和常开电磁阀的关闭，使得气体在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上快速稳定形成气流回路并流经瓦斯浓度传感器。

说明书全文

一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于瓦斯气体测量技术领域，具体涉及一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置及方法。

背景技术

[0002] 煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。几十年来，我国对其进行了大量而卓有成效的研究，形成了一套“四位一体”的综合防突体系。其中预抽煤层瓦斯是煤与瓦斯突出防治中极为重要的一个环节，目前在生产实际中瓦斯抽放管道气体参数测定工作尤其重要。

[0003] 瓦斯抽放管道气体参数测定仪器在市场上种类繁多，但总体上来看，现有瓦斯抽放管道气体参数测定仪器主机体积较大、重量较重、按键繁琐，不便于井下工人携带和操作；同时，市面上的瓦斯抽放管道气体参数测定仪器的数据传输方式单一，不便于数据的传输、共享和查阅。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种体积小、重量轻、便于井下工人携带和操作的便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，同时提供一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法。

[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，包括主机系统，主机系统包括外壳、设置在外壳上的进气口和出气口，还包括手机系统，手机系统包括手机和手机上的APP 软件，外壳内设有电源模块、控制电路模块、传输模块和传感器模块；

[0007] 电源模块与控制电路模块连接，用于向主机系统供电；

[0008] 控制电路模块分别与传输模块和传感器模块连接，用于将传感器模块采集的数据进行处理后通过传输模块传递到手机上的APP软件进行显示、存储、查询和上传；

[0009] 传感器模块包括压差传感器、绝压传感器、瓦斯浓度传感器和温度传感器，压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，瓦斯浓度传感器位于另一条并联的气流通路上，在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还连接有常开电磁阀，控制电路模块与常开电磁阀连接并控制常开电磁阀的开启和关闭。

[0010] 优选的，所述压差传感器包括低压差传感器和高压差传感器，所述高压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，所述低压差传感器位于与高压差传感器和瓦斯浓度传感器所在气流通路均并联的另一条气流通路上，所述控制电路模块控制气流在低压差传感器和高压差传感器所在回路的流动。通过设置低压差传感器和高压差传感器，控制电路模块可根据测定装置内气体的压差值的大小来控制气流在低压差传感器和高压差传感器所在回路的流动，当测定装置内气体的压差值较小时，利用低压差传感器来测定气体的压差值，当测定装置内的气体压差值较大时，利用高压差传感器来测定气体的压差值，这样的设计可以有效的提高测量装置对气体压差值测量的精度度。

[0011] 优选的，所述低压差传感器所在的气流通路上还设有常闭电磁阀，控制电路模块与常闭电磁阀连接并控制常闭电磁阀的关闭和开启。当低压差传感器将气体的数据采集完成后，控制电路模块使得常闭电磁阀开启，此时低压差传感器所在的气流通路开路，减少了气体在测定装置内的流通路径，使得大部分的气体流经瓦斯浓度传感器所在的气流通路，便于瓦斯浓度传感器对气体参数的测量。

[0012] 优选的，所述瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还设有增压装置，增压装置与控制电路模块连接。增压装置在控制电路模块的作用下开始工作时，控制电路模块同时还将控制常闭电磁阀的开启和常开电磁阀的关闭，常闭电磁阀的开启使得低压差传感器所在的气流通路开路，减少了气体在测定装置内的流通路径，而增压装置工作将加大在瓦斯浓度传感器流通路径上的气体流量，故在本方案中，增压装置结合电磁阀的开闭可使得气体在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上快速稳定的形成气流回路，通过瓦斯浓度传感器。

[0013] 优选的，所述电源模块为防爆锂电池，所述外壳上还设有对防爆锂电池进行充电的充电接口。防爆锂电池便于在瓦斯气体环境下工作，同时防爆锂电池可循环充电使用，单次开机时间达8小时以上。

[0014] 优选的，所述控制电路模块包括电路板，电路板上设置有单片机。

[0015] 优选的，所述传输模块为无线传输模块，所述无线传输模块为蓝牙通讯模块。采用蓝牙通信模块与手机的APP软件进行互联，通过APP软件的一键测量功能可测量瓦斯抽放管道内气体的压差、压力、浓度和温度等参数，同时避免了数据读取和打印过程中繁琐的数据线连接，便于数据的上传、共享和查阅。

[0016] 一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法，包括以下步骤：

[0017] (1)、将测定装置的进气口连接到瓦斯抽放管道的进气端，出气口连接到瓦斯抽放管道的出气端；

[0018] (2)、开启电源模块，电源模块为主机系统供电，打开手机的APP软件与控制电路模块进行连接；

[0019] (3)、从抽放管道的进气管向测定装置的进气口通入待测定的气体，气体流经压差传感器和绝压传感器所在气流通路，压差传感器和绝压传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；

[0020] (4)、控制电路模块控制常开电磁阀关闭，气体流经常开电磁阀和瓦斯浓度传感器所在的气流通路，瓦斯浓度传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；

[0021] (5)、步骤(3)和步骤(4)中的气体流经温度传感器后从排气口排出，温度传感器采集气体的数据并传递到控制电路模块；

[0022] (6)、控制电路模块将步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)中接收到的数据进行处理计算，计算后得到的数据通过传输模块传递到手机的APP软件上进行显示、存储、查询和上传。

[0023] 优选的，压差传感器包括低压差传感器和高压差传感器，高压差传感器和绝压传感器位于同一条气流通路上，低压差传感器位于与高压差传感器所在气流通路并联的另一条气流通路上，在步骤(3)中，当测量装置内的气体压差值小于控制电路模块中的基准值时，气体流经低压差传感器所在的气流通路，当测量装置内的气体压差值大于控制电路模块中的基准值时，气体流经高压差传感器所在的气流通路。

[0024] 优选的，低压差传感器所在的气流通路上还设有常闭电磁阀，瓦斯浓度传感器所在的气流通路上还设有增压装置，在步骤(4)中，当控制电路模块控制常开电磁阀关闭的同时，控制电路模块还将控制常闭电磁阀开启和增压装置工作，增压装置结合常闭电磁阀的开启和常开电磁阀的关闭，使得气体在瓦斯浓度传感器所在的气流通路上快速稳定形成气流回路并流经瓦斯浓度传感器。

[0025] 本发明的有益效果在于：与现有的瓦斯抽放管道气体参数测定仪器相比，本发明在保持瓦斯抽放管道气体参数测定功能不变的前提下，通过改变测定装置内部原件功能及测定方式使得测定装置的体积和重量大大缩减，按键进行简化，便于井下工人携带和操作。附图说明

[0026] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

[0027] 图1为本发明便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置的结构示意图；

[0028] 图2为本发明气体流动示意图。

[0029] 说明书附图中的标记如下：充电接口1、出气口2、进气口3、常闭电磁阀4、绝压传感器5、常开电磁阀6、防爆锂电池7、控制电路模块8、低压差传感器9、高压差传感器10、增压装置11、瓦斯浓度传感器12、温度传感器13。

具体实施方式

[0030] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

[0031] 如附图1所示，一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定装置，包括主机系统和手机系统，其中手机系统包括手机和手机上的APP软件，本实施例中的手机采用防爆手机；主机系统包括外壳，在外壳的上端从左到右依次设有充电接口1、出气口2和进气口3，进气口3用于与瓦斯抽放管道的进气端连接，出气口2用于与瓦斯抽放管道的出气端连接，在具体连接时，还可以配合煤矿企业常用的皮托管或孔板进行操作。

[0032] 在外壳的内部分别设有电源模块、控制电路模块8、传输模块和传感器模块，其中电源模块位于控制电路模块8的下方并与控制电路模块8连接，用于向整个主机系统供电，本实施例中电源模块为防爆锂电池7，防爆锂电池7可循环充电使用，单次开机使用时间长达8小时，当防爆锂电池7需要充电时，采用外壳上的充电接口1即可对防爆锂电池7进行充电。

[0033] 控制电路模块8包括电路板，在电路板上设有单片机，控制电路模块8分别与传输模块和传感器模块连接，传感器模块包括低压差传感器9、高压差传感器10、绝压传感器5、瓦斯浓度传感器12和温度传感器13，当待检测的气体经进气口3进行到测定装置内时，如附图2所示，气体在测定装置内有三条气流通路，从上到下分别为第一气流通路、第二气流通路和第三气流通路，低压差传感器9位于第一气流通路上，在第一气流通路上还设有常闭电磁阀4，控制电路模块8与常闭电磁阀4连接并控制常闭电磁阀4的开启和关闭，高压差传感器10和绝压传感器5均位于第二气流通路上，瓦斯浓度传感器12位于第三气流通路上，在第三气流通路上还设有增压装置11和常开电磁阀6，控制电路模块8与常开电磁阀6连接并控制常开电磁阀6的开启和关闭，增压装置11与控制电路模块8连接。当增压装置11在控制电路模块8的作用下开始工作时，控制电路模块8同时还将控制常闭电磁阀4的开启和常开电磁阀6的关闭，常闭电磁阀6的开启使得低压差传感器9所在的气流通路开路，减少了气体在测定装置内的流通路径，而增压装置11工作将加大在瓦斯浓度传感器12流通路径上的气体流量，故在本方案中，增压装置11结合电磁阀的开闭可使得气体在瓦斯浓度传感器12所在的气流通路上快速稳定的形成气流回路，通过瓦斯浓度传感器12。同时将温度传感器13安装在出气口2处。

[0034] 传输模块为无线传输模块，本实施例中采用蓝牙通讯模块进行数据的无线传输，在对气体的参数进行测量时，各传感器采集的数据传递到控制电路模块8中，控制电路模块8对传感器采集的数据进行处理计算，经处理计算后的数据再传递到蓝牙连接的手机APP软件上，手机APP软件可对测量的气体参数进行显示、存储、查询和上传等，方便数据的传输、共享和查阅。

[0035] 一种便携式瓦斯抽放管道气体参数测定方法，包括以下步骤：

[0036] (1)、将测定装置的进气口3连接到瓦斯抽放管道的进气端，出气口2连接到瓦斯抽放管道的出气端；同时配合煤矿企业常用的皮托管或孔板进行操作；

[0037] (2)、开启电源模块，电源模块为主机系统供电，打开手机的APP软件，将控制电路模块8与手机的APP软件通过蓝牙进行连接；

[0038] (3)、从抽放管道的进气管向测定装置的进气口3通入待测定的气体，当测量装置内的气体压差值小于控制电路模块8中的基准值时，气体流经低压差传感器9所在的第一气流通路，低压差传感器9采集到的气体的压差值数据传递到控制电路模块8中，当测量装置内的气体压差值大于控制电路模块8中的基准值时，气体流经高压差传感器10所在的第二气流通路，第二气流通路上的高压差传感器10和绝压传感器5将采集到的气体的数据传递到控制电路模块8中；这样设置可以提高整个测定装置对气体压差值测量的精度；

[0039] (4)、当压差传感器和绝压传感器5对气体的数据进行采集后，控制电路模块8控制常开电磁阀6关闭、常闭电磁阀4开启，增压装置11开始工作，此时第一气流通路断开，气体停止流向低压差传感器9所在的第一气流通路，第三气流通路接通，气体流经瓦斯浓度传感器12所在的第三气流通路，在增压装置11的作用下，从进气口3流入的气体将极大部分的流经第三气流通路，增压装置11结合常闭电磁阀4的开启和常开电磁阀6的关闭，使得气体在瓦斯浓度传感器12所在的气流通路上快速稳定形成气流回路并流经瓦斯浓度传感器12，此时瓦斯浓度传感器12采集气体的数据并传递到控制电路模块8中；

[0040] (5)、步骤(3)和步骤(4)中的气体流经温度传感器13后从排气口排出，温度传感器13采集气体的数据并传递到控制电路模块8；

[0041] (6)、控制电路模块8中的单片机将步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)中接收到的数据进行处理计算，计算后得到的数据通过蓝牙传递到手机的APP软件上进行显示、存储、查询和上传，避免了数据读取和打印过程中繁琐的数据线连接，便于数据的上传、共享和查阅。

[0042] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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