一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置及采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及矿用安全检查设备技术领域，具体是涉及一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置。


背景技术：

2.煤炭资源在我国能源结构占比较高，无论是大中型矿井还是小型矿井大多采用盘(采)区式开采模式，为了矿井安全开采必然要将已回采完毕的工作面或盘(采)区进行密闭处理，防止煤炭自燃和矿井通风紊乱现象的发生。针对密闭空间并非一封了之，而是需要在矿井生产过程中多次对该类空间的温度和有毒有害气体展开监测，防止出现温度过高或危害气体严重超标的现象发生，以防止煤自燃、密闭空间爆炸等灾害的产生。对于以上问题，矿井一般采用在密闭墙处留设密闭孔。在监测气体时，将密闭孔打开，从而取得密闭空间气体。该类方法由于需要专业人员操作，故对作业人员专业技术的要求较高，并且部分矿井存在较多密闭空间，极大的增加了作业人员的劳动强度和矿井的生产成本。同时，传统方法在采取气体样本时，存在混入非密闭空间气体，导致监测数据产生较大误差，无法科学合理的指导矿井安全生产，并且矿井由于受采动影响会出现密闭空间气体物理参数突增，因此实现实时监测一直是矿井迫切解决该类问题的预想。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置。其采用气体温度检测装置和气体成分检测装置对密封空间内的空气进行检测并通过信号传播器将采集的数据传递出去，极大程度的减少了作业人员的劳动强度，同时减弱了由于作业人员误操作导致的数据误差问题。
4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，包括壳体、气体温度检测进气软管、气体温度检测装置、气体成分检测进气软管、气体成分检测装置、信息采集处理器和信号传播器，所述气体温度检测装置、和气体成分检测装置均设置在壳体内，所述气体温度检测进气软管的一端设置在壳体上且与壳体的外部相连通，所述气体温度检测进气软管的另一端与气体温度检测装置相连接，以使得壳体外部的气体通过气体温度检测进气软管到达气体温度检测装置内，并被气体温度检测装置所检测，所述气体成分检测进气软管的一端也设置在壳体上且与壳体的外部相连通，所述气体成分检测进气软管的另一端与气体成分检测装置相连接，以使得壳体外部的气体通过气体成分检测进气软管到达气体成分检测装置内，并被气体成分检测装置所检测，所述气体成分检测进气软管设置在壳体上的一端与气体成分检测进气软管设置在壳体上的一端间隔设置，所述信息采集处理器分别与气体温度检测装置和气体成分检测装置连接，且用于收集气体温度检测装置和气体成分检测装置所检测的气体的温度及成分信息，所述信号传播器与信息采集处理器连接，且用于将信息采集处理器传递给它的信息传递出去。
5.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空
间温度及危害气体监测装置还包括真空气泵、第一连接软管和第二连接软管所述真空气泵设置在壳体内，所述第一连接软管的一端与气体温度检测装置相连通，所述第一连接软管的另一端与真空气泵的进气口相连通，所述第二连接软管的一端与气体成分检测装置相连通，所述第二连接软管的另一端也与真空气泵的进气口相连通。
6.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括电源模块，所述电源模块设置在壳体内且用于为所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置内的用电设备供电，所述电源模块为能够存储电能蓄电池。
7.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第三连接软管，所述第三连接软管的一端与气体温度检测装置相连通，所述第三连接软管的另一端与气体成分检测装置相连通。
8.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述气体温度检测装置包括多个测温单元，所述多个测温单元间隔设置，且所述多个测温单元能够独立检测其附近气体的温度。
9.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述气体成分检测装置包括多个成分检测单元，所述多个成分检测单元间隔设置，且所述多个成分检测单元能够独立检测流过其附近气体的成分。
10.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第四连接软管，所述第四连接软管的一端与真空气泵的出气孔相连通，所述第四连接软管的另一端与壳体的外部相连通，且所述第四连接软管与壳体连接处位于气体温度检测进气软管与壳体连接处相邻或者相对的侧壁上。
11.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述第四连接软管上设置有单向阀。
12.上述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述壳体为矿井本安型防爆壳。
13.本实用新型还公开了一种矿用密闭空间采集设备，其特征在于，所述矿用密闭空间采集设备包括多个上述的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置，多个所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置分别设置在不同的矿井密封空间内，所述多个矿用密闭空间温度及危害气体监测装置中相邻的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置通过信号传播器相互通讯。
14.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
15.1、本实用新型能够稳定传输矿井实时数据，并且极大程度的降低了监测数据的误差，有利于矿井更好的对密闭空间的温度及空气成分进行监测，一定程度上提高了矿井的生产安全。
16.2、本实用新型极大的减少了密闭空间内产生突发情况引起对密闭空间监测设备的破坏，同时一定程度上保证了个边设备破坏后并不会影响设备的整体监测。
17.3、本实用新型通过与矿井环网相连，将数据直接传输与矿井地面调度室，保证了矿井对密闭空间的气体的监测，确保监测数据能够第一时间被掌握。
18.4、本实用新型极大程度的减少了作业人员的劳动强度，并减弱了由于作业人员误
操作导致的数据误差问题。
19.下面通过附图和实施例，对实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
20.结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
21.图1示出了本实用新型实施例的结构示意图；
22.图2示出了本实用新型实施例中矿用密闭空间采集设备的指令流程图；
23.附图标记说明：
24.10—壳体；20—气体温度检测进气软管；
25.30—气体温度检测装置；40—气体成分检测进气软管；
26.50—气体成分检测装置；60—信息采集处理器；70—信号传播器；
27.80—真空气泵；81—第一连接软管；82—第二连接软管；
28.83—第三连接软管；84—第四连接软管；85—单向阀；
29.86—密闭盒；90—电源模块。
具体实施方式
30.在此将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。
31.需要注意，本实用新型中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
32.如图1所示，本实用新型公开了一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其包括壳体10、气体温度检测进气软管20、气体温度检测装置30、气体成分检测进气软管40、气体成分检测装置50、信息采集处理器60和信号传播器70，所述气体温度检测装置30、和气体成分检测装置50均设置在壳体10内，所述气体温度检测进气软管20的一端设置在壳体10上且与壳体10的外部相连通，所述气体温度检测进气软管20的另一端与气体温度检测装置30相连接，以使得壳体10外部的气体通过气体温度检测进气软管20到达气体温度检测装置30内，并被气体温度检测装置30所检测，所述气体成分检测进气软管40的一端也设置在壳体10上且与壳体10的外部相连通，所述气体成分检测进气软管40的另一端与气体成分检测装置50相连接，以使得壳体10外部的气体通过气体成分检测进气软管40到达气体成分检测装置50内，并被气体成分检测装置50所检测，所述气体成分检测进气软管40设置在壳体10上的一端与气体成分检测进气软管40设置在壳体10上的一端间隔设置，所述信息采集处理器60分别与气体温度检测装置30和气体成分检测装置50连接，且用于收集气体温度检测装置30和气体成分检测装置50所检测的气体的温度及成分信息，所述信号传播器70与信息采集
处理器60连接，且用于将息采集处理器60传递给它的信息传递出去。
33.在本实施例中，提供了一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置可以设置在矿井下的密封空间内，密封空间内的气体通过气体温度检测进气软管20流入气体温度检测装置30，气体温度检测装置30能够检测流过其内部气体的温度，并将温度数据传递给信息采集处理器60，信息采集处理器60将温度数据传递给信号传播器70，所述信号传播器70可以为无线通讯模块，能够将来自信息采集处理器60的温度数据通过无线的方式传递出去；密封空间内的气体通过气体成分检测进气软管40进入气体成分检测装置50，气体成分检测装置50对流过其的气体成分进行检测，并将检测的气体成分信息传递给信息采集处理器60，信息采集处理器60又将气体成分信息传递给信号传播器70，信号传播器70能够将来自信息采集处理器60的气体成分信息通过无线的方式传递出去。
34.如图1所示，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括真空气泵80、第一连接软管81和第二连接软管82所述真空气泵80设置在壳体10内，所述第一连接软管81的一端与气体温度检测装置30相连通，所述第一连接软管81的另一端与真空气泵80的进气口相连通，所述第二连接软管82的一端与气体成分检测装置50相连通，所述第二连接软管82的另一端也与真空气泵80的进气口相连通。
35.由于矿井密闭空间内的空气处于类似静止状态，因此本实施例中采用真空气泵80进行抽气，将矿用密闭空间温度及危害气体监测装置周围气体由气体温度检测进气软管20和气体成分检测进气软管40进入到气体温度检测装置30或气体成分检测装置50内进气体温度计成分的检测。真空气泵80设置在气体温度检测装置30或气体成分检测装置50的后端避免了真空气泵80对矿井密闭空间内空气温度计成分的影响，监测数据准确误差小。
36.如图1所示，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括电源模块90，所述电源模块90设置在壳体10内且用于为所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置内的用电设备供电，所述电源模块90为能够存储电能蓄电池。
37.如图1所示，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第三连接软管83，所述第三连接软管83的一端与气体温度检测装置30相连通，所述第三连接软管83的另一端与气体成分检测装置50相连通。
38.所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置采用多道换气原理，即在气体温度检测装置30和气体成分检测装置50之间设置有第三连接软管83，当气体温度检测进气软管20或气体成分检测进气软管40出现堵塞及破坏时，
39.进入气体温度检测装置30或者气体成分检测装置50的气体可以通过第三连接软管83将密封空间的气体导入到堵塞的设备中，从而实现两测试原件均可实现对密闭空间气体的监测。同时可以在第三连接软管83设置电磁阀，在气体温度检测进气软管20和气体成分检测进气软管40的进气口设置气流传感器，用于检测是否有空气流入，通孔判断来控制电磁阀的开关，气体温度检测进气软管20和气体成分检测进气软管40的进气口都有气体流入时，电磁阀关闭，当气体温度检测进气软管20和气体成分检测进气软管40的进气口中有一个口没有气体流入时，电磁阀打开。所述电磁及气流传感器均与信息采集处理器60连接，信息采集处理器60用于接收所述气流传感器检测的信息，并根据检测结果控制所述电磁阀、
40.本实施例中，所述气体温度检测装置30包括多个测温单元，所述多个测温单元间
隔设置，且所述多个测温单元能够独立检测其附近气体的温度。
41.本实施例中，所述气体成分检测装置50包括多个成分检测单元，所述多个成分检测单元间隔设置，且所述多个成分检测单元能够独立检测流过其附近气体的成分。
42.由于设备设置在矿井的密封空间内，设备出现故障，维修困难，所以在本实施例中，设置了多个测温单元和多个成分检测单元，在单个检测单元出现故障后，设备也可以正常使用，同时设置多个检测单元，多个检测单元进出，出来的数据可以对数据进行比对处理，能够得到更加准确的检测数据。
43.如图1所示，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第四连接软管84，所述第四连接软管84的一端与真空气泵80的出气孔相连通，所述第四连接软管84的另一端与壳体10的外部相连通，且所述第四连接软管84与壳体10连接处位于气体温度检测进气软管20与壳体10连接处相邻或者相对的侧壁上。
44.所述第四连接软管84上设置有单向阀85。
45.本实施例中，为了防止流过检测设备的气流对检测数据的干扰，本实施例设置了第四连接软管84，将检测后的气体排出矿用密闭空间温度及危害气体监测装置，排气孔与进气口位于壳体10相邻或者相对的侧壁上；同时，为了防止第四连接软管84处气体流入设备，导致设备的损坏，在第四连接软管84和真空气泵80之间安装有单向阀85用于控制气体的流通方向，确保设备的安全。
46.本实施例中，所述壳体10为矿井本安型防爆壳。由于在密闭空间进行采集数据，因此在设备内部还安装密闭盒86用于保护真空气泵80、电源模块90、息采集处理器60和信号传播器70，并且在设备外部安装矿井本安型防爆壳防止静电等原因导致的危害矿井安全生产的突发情况发生。
47.本实用新型还公开了一种矿用密闭空间采集设备，所述矿用密闭空间采集设备包括多个如权利要求9所述的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置，多个所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置分别设置在不同的矿井密封空间内，所述多个矿用密闭空间温度及危害气体监测装置中相邻的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置通过信号传播器70相互通讯。
48.目前矿井对密闭空间气体的采集多采用在密闭墙外抽采为主，部分矿井逐渐采用光纤采集，针对密闭墙外抽采的方法存在密闭空间气体外泄以及在采取气体时外部新鲜空气混入，导致原密闭墙内气体温度及气体成分出现紊乱，检测结果可信度降低。对于光纤采集密闭空间气体，由于光纤较纤细虽然可将其放入套管，但矿井时常出现再扰动现象，易使光纤断裂，导致采集失败。通常开采一定年限的矿井存在大量密闭空间，在采取密闭空间气体时作业人员工作量大，且无法得到持续稳定的密闭空间数据。目前采集方法主要弊端如下：
49.1、在密闭墙外采取密闭空间气体时，仅能采取到靠近密闭墙侧的气体，并不能采集到密闭空间内部气体，故现在采取的气体存在不全面性。同时，在密闭墙外采取气体存在工作量大的问题，无法实现实时数据的采集。
50.2、在密闭墙外采取密闭空间气体时，需要打开密闭墙密闭孔，当密闭孔被打开后，受密闭墙内外空间空气流动影响，在密闭孔周围气体被稀释。此时，采取密闭空间气体时，所采取气体物理参数便会产生误差，无法得到科学合理的数据。
51.3、采用光纤采集密闭墙气体时，虽然可以将密闭空间各个位置气体均能采集，但由于光纤易断裂的特征，极大可能导致采集数据中断。此时，密闭墙内气体仅能依靠在密闭墙外抽采为主。
52.4、在采用光纤采集时，需要在矿井布置大量光纤，无形中增加了矿井作业人员的工作量，增大劳动强度。当光纤某处出现断裂时需要及时排查，并进行焊接。
53.5、由于光纤材质特性，易受到矿井外部环境影响。此时，采集到的气体存在极大误差性，仍需人工判断所采集气体的真实性。
54.因此对于解决密闭空间气体采集问题，应采用全新设备进行采集，
55.本实施例中提供的矿用密闭空间采集设备，其包括多个矿用密闭空间温度及危害气体监测装置，矿用密闭空间温度及危害气体监测装置由电源模块90为真空气泵80提供动力，当密闭空间气体由气体温度检测进气软管20和气体成分检测进气软管40进入本设备后，此时密闭空间气体将通过软管进入气体温度检测装置30和气体成分检测装置50内，通过检测单元可得到密闭空间气体温度和成分。此时，气体参数信息由信息采集处理器60进行处理分析，将处理分析完成的密闭空间气体数据由信号传播器11进行专递至下一个设备，并由设备依次传递，直到将设备传输至安装在密闭墙外的信号接收终端，并通过矿用环网将数据传输至地面调度中心。
56.本实施例中的矿用密闭空间采集设备如图2所示，根据矿井实际生产需要可选择相应传输距离的设备，在安装时根据矿井监测密度进行调整，应必须确保设备a01可将设备信息传输与设备a02，并尽可能满足设备a01可以将数据传输与a03，若满足以上关系，则当设备a02由于矿井顶板坍塌等突发情况造成设备损坏时，可以将设备对密闭空间采集数据信息继续传递。该设备安装完毕后，可通过调度室设置信息采集间隔或人为操作设备采集信息，并通过环网将指令传达至设备接收终端，由设备接收终端将指令传达至设备a0n，然后依次传达至设备a01。作业人员可设定设备监测密闭空间气体温度和成分含量的临界值，当达到临界值时，在密闭墙外的接收终端和地面调度室开始发出警报，用于提醒作业人员，当降至临界值以下时，设备恢复正常工作状态，完成对矿井密闭空间气体的采集。
57.该设备能够安全、科学、严谨的实现对矿井密闭空间气体实时监测，使矿井出现突发状况，能够做出最有效的补救措施，并极大的解放作业人员的劳动强度的密闭空间监测设备。
58.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，包括壳体(10)、气体温度检测进气软管(20)、气体温度检测装置(30)、气体成分检测进气软管(40)、气体成分检测装置(50)、信息采集处理器(60)和信号传播器(70)，所述气体温度检测装置(30)、和气体成分检测装置(50)均设置在壳体(10)内，所述气体温度检测进气软管(20)的一端设置在壳体(10)上且与壳体(10)的外部相连通，所述气体温度检测进气软管(20)的另一端与气体温度检测装置(30)相连接，以使得壳体(10)外部的气体通过气体温度检测进气软管(20)到达气体温度检测装置(30)内，并被气体温度检测装置(30)所检测，所述气体成分检测进气软管(40)的一端也设置在壳体(10)上且与壳体(10)的外部相连通，所述气体成分检测进气软管(40)的另一端与气体成分检测装置(50)相连接，以使得壳体(10)外部的气体通过气体成分检测进气软管(40)到达气体成分检测装置(50)内，并被气体成分检测装置(50)所检测，所述气体成分检测进气软管(40)设置在壳体(10)上的一端与气体成分检测进气软管(40)设置在壳体(10)上的一端间隔设置，所述信息采集处理器(60)分别与气体温度检测装置(30)和气体成分检测装置(50)连接，且用于收集气体温度检测装置(30)和气体成分检测装置(50)所检测的气体的温度及成分信息，所述信号传播器(70)与信息采集处理器(60)连接，且用于将信息采集处理器(60)传递给它的信息传递出去。2.根据权利要求1所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括真空气泵(80)、第一连接软管(81)和第二连接软管(82)所述真空气泵(80)设置在壳体(10)内，所述第一连接软管(81)的一端与气体温度检测装置(30)相连通，所述第一连接软管(81)的另一端与真空气泵(80)的进气口相连通，所述第二连接软管(82)的一端与气体成分检测装置(50)相连通，所述第二连接软管(82)的另一端也与真空气泵(80)的进气口相连通。3.根据权利要求2所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括电源模块(90)，所述电源模块(90)设置在壳体(10)内且用于为所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置内的用电设备供电，所述电源模块(90)为能够存储电能蓄电池。4.根据权利要求3所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第三连接软管(83)，所述第三连接软管(83)的一端与气体温度检测装置(30)相连通，所述第三连接软管(83)的另一端与气体成分检测装置(50)相连通。5.根据权利要求4所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述气体温度检测装置(30)包括多个测温单元，多个所述测温单元间隔设置，且所述多个测温单元能够独立检测其附近气体的温度。6.根据权利要求5所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述气体成分检测装置(50)包括多个成分检测单元，多个所述成分检测单元间隔设置，且所述多个成分检测单元能够独立检测流过其附近气体的成分。7.根据权利要求6所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置还包括第四连接软管(84)，所述第四连接软管(84)的一端与真空气泵(80)的出气孔相连通，所述第四连接软管(84)的另一端与壳体(10)的外部相连通，且所述第四连接软管(84)与壳体(10)连接处位于气体温度检测进气软管
(20)与壳体(10)连接处相邻或者相对的侧壁上。8.根据权利要求7所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述第四连接软管(84)上设置有单向阀(85)。9.根据权利要求2所述的一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其特征在于，所述壳体(10)为矿井本安型防爆壳。10.一种矿用密闭空间采集设备，其特征在于，所述矿用密闭空间采集设备包括多个如权利要求9所述的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置，多个所述矿用密闭空间温度及危害气体监测装置分别设置在不同的矿井密封空间内，所述多个矿用密闭空间温度及危害气体监测装置中相邻的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置通过信号传播器(70)相互通讯。

技术总结
本实用新型提供了一种矿用密闭空间温度、危害气体监测装置，其包括壳体、气体温度检测进气软管、气体温度检测装置、气体成分检测进气软管、气体成分检测装置、信息采集处理器和信号传播器，本实用新型还提供了一种矿用密闭空间采集设备，其包括多个矿用密闭空间温度及危害气体监测装置。本实用新型中的矿用密闭空间温度及危害气体监测装置采用气体温度检测装置和气体成分检测装置对密封空间内的空气进行检测并通过信号传播器将采集的数据传递出去，极大程度的减少了作业人员的劳动强度，同时减弱了由于作业人员误操作导致的数据误差问题。差问题。差问题。


技术研发人员：薛兵兵 罗利卜 张社会 白永强
受保护的技术使用者：内蒙古神东天隆集团股份有限公司大海则煤矿
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/9/26