[实用新型]矿井灾后环境气体遥感装备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井灾后环境气体遥感装备，该装备涉及激光技术、光谱分析技术、信号处理技术等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。事故发生后，及时掌握井下事故现场情况，是正确、有效救援，减少人员伤亡的关键。井下瓦斯爆炸和火灾等事故，会产生大量CO，CO₂，CH₄等有毒有害气体，消耗大量O₂。当事故现场有毒有害气体浓度超高、O₂含量较低时，会危害搜寻、救护人员的生命，因此在进行井下灾后救援时，应先对未到达的一定距离内的矿井环境空气危险性进行侦测。现有救援工作中环境空气侦测方法包括短距遥感监测、探杆侦测和抛掷侦测。应用于矿井的短距离遥感监测目前只能对甲烷浓度进行侦测，不能侦测其它气体浓度和环境温度，而且一般侦测距离不超过30米；探杆侦测是将甲烷传感器固定于探杆顶部，将探杆伸至未到达区域进行侦测，此方法受探杆长度限制，侦测效率低，影响救援工作效率；抛掷侦测是通过专用的投掷设备将甲烷传感器投掷至巷道的未到达区域，再对环境进行侦测，由于投掷设备操作受人为因素影响较大，传感器损坏率高，投掷成功率低，侦测距离虽高于探杆方式，但实际应用效果并不理想。所以目前需要可应用于井下灾后救援的、可随身携带的、可远距离侦测井下CO，CO₂，CH₄，O₂等气体浓度的新型侦测设备。

实用新型内容

本实用新型涉目的在于提供一种矿井灾后环境气体遥感装备。所述装备主要包括激光发射器、激光接收器、控制处理单元、显示屏、通信接口、温度遥感监测单元和可见激光发射器；装备采用开放气室，可对环境中多种气体浓度和环境温度进行遥感监测；可见激光发射单元负责发射与激光发射器发射方向相同的可见激光；装备具有激光测距功能。

1.所述装备进一步包括：装备为防爆型设备。

2.所述装备进一步包括：装备的激光发射器采用一个可调谐半导体激光器；可调谐半导体激光器受控制处理单元控制，发出不同波长的激光；激光接收器接收反射回来的激光，将激光信号转换为电信号，控制处理单元处理电信号得到相应的气体浓度。

3.所述装备进一步包括：装备的激光发射器包括多个可调谐半导体激光器；每个可调谐半导体激光器发出的激光波长在某个相对固定的波长范围内；控制处理单元通过多路信号选择器分时控制各可调谐半导体激光器产生激光，各可调谐半导体激光器通过光纤连接合光器，合光器输出通过一个光纤连接准直器，由准直器将激光发射出去；激光接收器接收反射回来的激光，将激光信号转换为电信号，控制处理单元处理电信号得到各气体浓度。

4.所述装备进一步包括：装备的激光发射器可发射包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氧气分子吸收峰值的波长范围的激光。

5.所述装备进一步包括：装备的通信接口包括无线通信接口。

附图说明

图1矿井灾后环境气体遥感装备实施方案1组成示意图。

图2矿井灾后环境气体遥感装备实施方案1原理示意图。

图3矿井灾后环境气体遥感装备实施方案2组成示意图。

图4矿井灾后环境气体遥感装备实施方案2原理示意图。

图5信号发生器原理示意图。

图6数字鉴相器原理示意图。

图7矿井灾后环境气体遥感装备工作流程图。

具体实施方式

所述遥感装备的具体实施方式1如图1所示，装备组成包括：

1.控制处理单元(101)：负责控制激光发射器(110)发射激光；处理激光接收器(116)返回的信号获得气体浓度和反射物距离；控制通信接口(120)进行通信；控制显示屏(121)显示；接收按键(122)的操作信号并进行相应的处理。控制处理单元具体包括：

1)核心处理器(102)，可采用三星S3C2440处理器，S3C2440是基于ARM920T内核的微处理器，；S3C2440具有3个UART接口，2个SPI接口，2个USB接口，1个IIC-BUS接口；通过UART接口与数字鉴相器(204)连接通信；，使用嵌入式Linux平台实现驱动控制通信。

2)电源与时钟模块(103)，包括DC电压转换和时钟管理元件，DC电压转换均采用MAX1724系列电源芯片，为所有芯片供电；选用12MHz晶振。