基于光谱吸收的煤矿瓦斯多点在线检测装置

摘要

本发明公开了一种基于光谱吸收的煤矿瓦斯多点在线检测装置；涉及一种煤矿瓦斯检测装置，具体地说，涉及一种基于甲烷(CH4)在近红外波段1653nm附近的特征吸收线的多点CH4浓度在线监测装置。本发明包括D/A转换模块，DFB激光器，1*N光分路器，开放气室组，参考气室，光电探测器组，前置放大器组，电子开关，带通滤波电路，第一、二锁相放大电路，第一、二A/D转换模块，第一、二、三DDS，MCU，显示器，串口和计算机。与传统瓦斯气体监测装置相比，本发明具有较高的灵敏度、较高的气体鉴别能力、快速的响应能力、极强的抗干扰能力，以及易于形成网络等诸多优点，因而是目前最适宜于井下使用的一种瓦斯监测装置。

主权项

一种基于光谱吸收的煤矿瓦斯多点在线检测装置，其特征在于：包括D/A转换模块，DFB激光器，1*N光分路器，开放气室组，参考气室，光电探测器组，前置放大器组，电子开关，带通滤波电路，第一、二锁相放大电路，第一、二A/D转换模块，第一、二、三DDS，MCU，显示器，串口和计算机；D/A转换模块与A/D转换模块均为MCU内置；MCU分别与第一、二、三DDS连接，并分别对其进行初始化；D/A转换模块和第一DDS分别接DFB激光器并对其进行调谐；DFB激光器，1*N光分路器，开放气室组和参考气室，光电探测器组，前置放大器组和电子开关前后依次连接，实现激光的分路、光电转换、放大和各通道之间的切换，再接带通滤波电路；带通滤波电路的输出分为两路：一路接第一锁相放大器，再接MCU内置的第一A/D转换模块；另一路接第二锁相放大器，再接MCU内置的第二A/D转换模块；第二DDS接第一锁相放大器，为第一锁相放大器提供10KHz参考信号；第三DDS接第二锁相放大器，为第二锁相放大器提供20KHz参考信号；MCU分别接显示器和串口；串口接计算机；DFB‑分布反馈式；DDS‑直接数字频率合成器；MCU‑微控制器；所述的开放气室组(4)包括第1、2、3……N‑1个开放气室，N为自然数，开放气室置于井下，监测瓦斯浓度；开放气室是一种两端对称的气体传感器，包括单模传输光纤(4.1)、准直器(4.2)、六边形气室支架(4.3)、微孔滤膜(4.4)和带孔不锈钢管体(4.5)；单模传输光纤(4.1)、准直器(4.2)、六边形气室支架(4.3)、带孔不锈钢管体(4.5)、六边形气室支架(4.3)、准直器(4.2)和单模传输光纤(4.1)依次连接，在带孔不锈钢管体(4.5)外包裹有微孔滤膜(4.4)；所述的参考气室(5)为一种封闭式结构，设有进气口和出气口，其中充满 CH4与氮气的混合气体，CH4浓度为1％。