一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器的制作方法

本发明涉及瓦斯监测设备，特别涉及一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器。

背景技术：

1、瓦斯监测警报器用于检测瓦斯气体泄漏，在地下管道或矿井等场所及时警报，有效保证工作人员的生命安全不受侵害，电测式甲烷检测报警仪在对低浓度的瓦斯检测时的准确度高，但当瓦斯浓度超过5%时，元件就会发生“激活”现象，造成永久损坏，因此在对井下高浓度瓦斯时主要采用红外光谱吸收式瓦斯检测仪，通过利用瓦斯对红外辐射有选择吸收的原理来实现对瓦斯气体浓度的检测，根据朗伯-比尔定律，光程长度越大，对精度检测越有利，为了提高检测精度，常使用反射式检测方法，反射式在相同光学气室长度下，光程相比于直射式要长，对于检测微弱的光学信号和检测精度有很大的提高。

2、为了精确检测高浓度瓦斯的准确浓度，需要对待检测的瓦斯中存在的杂质进行过滤，以提高瓦斯检测的准确程度，但是在过滤时进气端的药物损耗比出气端的快，当药物损耗达到一定的程度，过滤效果会大大降低，会影响瓦斯测量的准确度以及对装置进行腐蚀，现有装置无法及时的对药物进行更换，另外为了提高检测精度，使用反射式检测方法增加了光程，但是由于光学吸收气室的体积本来就较小，通过反射增加的光程较短，为了进一步的增加光程，则要求光学吸收气室越长，这就增大了装置的体积，不利于在井下使用，为此，我们提出一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器，通过设置的瓦斯过滤机构对瓦斯进行充分的处理，并使用光照检测机构确定药物损耗已达到一定的程度；以及将光程设置在红外光检测管的内部，大幅增加了光程的同时减小了检测机构的体积，接着红外光通过在第一反射管和第二反射管内进行全反射，直接将红外光传送到报警箱中，且通过直接接收红外光信号，无需将瓦斯收集后送到检测机构内测浓度，大幅提高了瓦斯检测结果出来的速度，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器，包括安装在巷道内部的报警箱、巡检滑轨、更换箱、红外光检测管、抽气管和第一反射管，其特征在于：所述巡检滑轨的底部滑动安装有巡检外壳，所述巡检滑轨的尾端安装在更换箱的内部，所述红外光检测管、抽气管和第一反射管均安装在巷道的顶部且位于巡检外壳的下端面，所述巡检外壳的内壁的顶部安装有液压杆，所述液压杆的底部固定连接有安装板，所述安装板的底部设置有瓦斯过滤机构。

3、本发明进一步的改进在于，所述瓦斯过滤机构包括上存药管和下存药管，所述上存药管的顶部与安装板的底部螺纹连接，所述下存药管的底部与上存药管的底部螺纹连接，所述上存药管和下存药管的内部均设置有圆形滑板，两个所述圆形滑板的顶部均固定连接有弹簧，所述上存药管内的弹簧的顶端与安装板的底部固定连接，所述下存药管内的弹簧的顶端与上存药管的底部固定连接，所述圆形滑板的内部开设有瓦斯散布腔，所述圆形滑板的顶部开设有第一通孔，所述圆形滑板的底部开设有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与瓦斯散布腔连通，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径，所述圆形滑板的下表面固定安装有锥形块，所述上存药管的底部开设有通气孔，所述上存药管的侧壁贯穿安装有进气管，所述进气管位于圆形滑板的上端面，所述下存药管的底部贯穿安装有出气管，所述上存药管内放置有氯化钙颗粒，所述下存药管的内部放置有钠石灰颗粒。

4、通过以上结构可实现：这样由于压力差使外界的瓦斯通过进气管进入上存药管的顶部，然后瓦斯通过圆形滑板上开设的第一通孔、瓦斯散布腔和第二通孔与下方的氯化钙接触过滤，接着瓦斯通过通气孔进入下存药管与下方的钠石灰接触过滤，氯化钙和钠石灰均能吸收瓦斯中含有的水汽，同时氯化钙能吸附瓦斯气体中的粉尘，而钠石灰能吸收瓦斯气体中的酸性气体，通过将待检测的瓦斯中存在的杂质去除，提高了瓦斯检测的准确程度，由于氯化钙和钠石灰吸收一定水分后会潮解变软失去作用，而第一通孔的直径大于第二通孔的直径，瓦斯通过第二通孔的速度慢于通过第一通孔的速度，使圆形滑板上方的瓦斯堆积较多，圆形滑板在瓦斯气体的作用下会向下挤压，并带动弹簧拉伸，潮解后的氯化钙和钠石灰由于变软，在受到挤压后颗粒间的缝隙变小，锥形块用于在受到挤压后的药品上开孔，避免缝隙过小导致瓦斯无法流通，而第二通孔的孔径较小减缓了瓦斯的流速，有助于瓦斯与药品氯化钙和钠石灰充分的接触，同时瓦斯在瓦斯散布腔内均匀分布，使离进气管较远的药品也能被充分使用，有助于充分的去除杂质提高瓦斯检测的准确度。

5、本发明进一步的改进在于，所述红外光检测管的内部连接有第二反射管，所述第二反射管包括高折射率玻璃心和低折射率玻璃包层，所述高折射率玻璃心的直径与红外光检测管的内径长度相匹配，所述红外光检测管的管壁内部设置有隔层并将管壁分为第一空腔和第二空腔，所述第一空腔靠近红外光检测管的中心，所述红外光检测管的内壁设有增透膜。

6、通过以上结构可实现：这样当待检测的一段红外光检测管的内部充满瓦斯后，红外光在外光检测管的内部发生镜反射，增透膜有助于减少红外光的损耗，通过确定红外光的射入角度、红外光检测管的内径长度和红外灯距第二反射管的距离，可算得红外光的光程，通过将光程设置在红外光检测管的内部，大幅增加了光程且减小了检测机构的体积，由于高折射率玻璃心的折射率大于低折射率玻璃包层的折射率，红外光通过在第二反射管内进行全反射，以减少红外光的损耗，第一空腔中的循环水用于保持温度平稳，减少环境温度变化对瓦斯检测精度的影响，由于第一空腔较长，为避免水循环的过程中吸收外界的热量，通过在第二空腔充满空气，空气的导热率低，避免水循环时温度变化较大，提高了瓦斯浓度检测的精度。

7、本发明进一步的改进在于，所述红外光检测管与若干个第二反射管连接，若干个所述第二反射管的底端均与第一反射管连接，且相邻所述第二反射管间的距离均相同，所述红外光检测管的顶部安装有通气阀门和红外灯，所述通气阀门和红外灯的底端贯穿至红外光检测管的内径面，相邻两根所述第二反射管之间的红外光检测管均设有通气阀门和红外灯，所述抽气管通过设有的若干支管与红外光检测管的内径面连通，所述红外灯顶部的连接头为半球形有助于避免灰尘堆积。

8、通过以上结构可实现：这样将待测的瓦斯充满红外光检测管的一段，无需将瓦斯收集后送到检测机构内测浓度，将在瓦斯内反射后的红外光通过第二反射管和第一反射管传送到报警箱中，通过直接接收红外光信号，大幅提高了瓦斯检测结果出来的速度，且红外光在第二反射管和第一反射管内进行全反射，传送过程中的损耗极小，有助于提高检测精度。

9、本发明进一步的改进在于，所述巡检外壳的两侧的内部均安装有气囊，所述巡检外壳的两侧的内壁开设有滑槽，所述安装板穿过滑槽与气囊的顶部连接，所述安装板的底部固定安装有瓦斯过滤机构和红外光源驱动模块，所述红外光源驱动模块的底部开设有圆形凹槽并与红外灯顶部的半球形连接头相匹配有助于两者间紧密接触，所述巡检外壳两侧的底部均安装有喷气管，两根所述喷气管的顶部与气囊的底部相连通，两根所述喷气管的底端分别朝瓦斯过滤机构和红外光源驱动模块的方向弯曲。

10、通过以上结构可实现：这样巡检外壳移动到需要检测瓦斯浓度的位置，启动液压杆，将安装板上的瓦斯过滤机构和红外光源驱动模块向下分别插入通气阀门和红外灯，瓦斯过滤机构用于开通通气阀门，并过滤进入通气阀门的瓦斯，红外光源驱动模块给红外灯提供能源，同时安装板下移的过程中，向下挤压气囊，气体通过喷气管喷出，将通气阀门和红外灯上堆积的灰尘吹除，确保接触良好以保证监测工作顺利进行。

11、本发明进一步的改进在于，所述更换箱的内壁安装有光照检测机构和机械臂，所述光照检测机构包括光发射器和光接收器，所述光发射器和光接收器分别安装在更换箱内壁的左右两侧，所述光照检测机构安装有两组分别对上存药管和下存药管进行检测，所述更换箱的外侧固定安装有两个药品储存箱，两个所述药品储存箱的内部分别放有氯化钙和钠石灰，两个所述药品储存箱的出料口均安装有出料阀门，所述更换箱的内壁的底部安装有废料收集盒。

12、通过以上结构可实现：这样当巡检外壳通过巡检滑轨进入更换箱后，瓦斯过滤机构位于光照检测机构之间，当光发射器发出光源时，若氯化钙和钠石灰未潮解，则光接收器可通过药品颗粒间的缝隙接收到光照信号，若氯化钙和钠石灰发生潮解，圆形滑板在过滤的过程中向下挤压，使药品颗粒间的缝隙变小，光接收器可难以接收到光照信号，此时巡检外壳向前移动，机械臂将需要更换药品的瓦斯过滤机构拧开，并将药品倒入废料收集盒，机械臂在工作的过程中可转动、水平移动以及前后收缩，药品储存箱的出料阀门打开，及时更换上存药管和下存药管中的药品，可避免药品吸收水分过多，而呈浆糊固体状，会粘在管壁上不易清理，因此药物损耗达到一定的程度，光接收器可及时检测出来，使瓦斯过滤机构一直保持最佳的过滤效果，有助于提高瓦斯测量的准确度。

13、本发明进一步的改进在于，所述报警箱的侧面安装有水流输送模块和气体输送模块，所述水流输送模块的输水端与红外光检测管中的第一空腔连通，所述气体输送模块的输气端与抽气管的一端连接，所述第一反射管的一端与报警箱连接，所述报警箱的内部设置有红外光接收装置、光电转换模块、滤波放大器和报警器。

14、通过以上结构可实现：这样水流输送模块用于保持红外光检测管中的第一空腔内的水循环，检测瓦斯浓度前，气体输送模块抽气，通过抽气管将红外光检测管内抽成负压，由于气压差外界的瓦斯充满红外光检测管的一段，检测瓦斯浓度后，气体输送模块充气，通过抽气管将红外光检测管内的瓦斯排出，便于下次进行检测，第一反射管将红外光传输到报警箱内的红外光接收装置，并通过光电转换模块将光信号转变为电信号，滤波放大器将微弱的电信号放大，可以精确的检测出瓦斯的浓度，通过报警器报警保证工作人员的生命安全不受侵害。

15、本发明进一步的改进在于，一种精确的可重复使用瓦斯监测警报器，使用步骤如下：

16、a：启动水流输送模块用于保持红外光检测管中的第一空腔内的水循环，用于保持检测过程中温度平稳，巡检外壳通过巡检滑轨移动到需要检测瓦斯浓度的位置，启动液压杆，将安装板上的瓦斯过滤机构和红外光源驱动模块向下分别插入通气阀门和红外灯，同时安装板下移的过程中，向下挤压气囊，气体通过喷气管喷出，将通气阀门和红外灯上堆积的灰尘吹除，确保接触良好以保证监测工作顺利进行；

17、b：完成a步骤后，检测瓦斯浓度前，气体输送模块抽气，通过抽气管将红外光检测管内抽成负压，由于气压差外界的瓦斯通过进气管进入上存药管的顶部，由于氯化钙和钠石灰吸收一定水分后会潮解变软失去作用，而第一通孔的直径大于第二通孔的直径，瓦斯通过第二通孔的速度慢于通过第一通孔的速度，使圆形滑板上方的瓦斯堆积较多，圆形滑板在瓦斯气体的作用下会向下挤压，并带动弹簧拉伸，潮解后的氯化钙和钠石灰由于变软，在受到挤压后颗粒间的缝隙变小，锥形块用于在受到挤压后的药品上开孔，避免缝隙过小导致瓦斯无法流通，而第二通孔的孔径较小减缓了瓦斯的流速，有助于瓦斯与药品氯化钙和钠石灰充分的接触，同时瓦斯在瓦斯散布腔内均匀分布，使离进气管较远的药品也能被充分使用，有助于充分的去除杂质提高瓦斯检测的准确度；

18、c：完成b步骤后，当待检测的一段红外光检测管的内部充满瓦斯后，红外光源驱动模块给红外灯提供能源，红外灯发出的红外光，在红外光检测管的内径面发生镜反射，增透膜有助于减少红外光镜反射时的损耗，通过确定红外光的射入角度、红外光检测管内径的长度和红外灯距第二反射管的距离，可算得红外光的光程，通过将光程设置在红外光检测管的内部，大幅增加了光程且减小了检测机构的体积，接着红外光通过在第一反射管和第二反射管内进行全反射，直接将红外光传送到报警箱中，通过直接接收红外光信号，大幅提高了瓦斯检测结果出来的速度，且红外光在第二反射管和第一反射管内进行全反射，传送过程中的损耗极小，有助于提高检测精度；

19、d：完成c步骤后，当瓦斯监测完成后，巡检外壳通过巡检滑轨进入更换箱，瓦斯过滤机构位于光照检测机构之间，当光发射器发出光源时，若氯化钙和钠石灰未潮解，则光接收器可通过药品颗粒间的缝隙接收到光照信号，若氯化钙和钠石灰发生潮解，圆形滑板在过滤的过程中向下挤压，使药品颗粒间的缝隙变小，光接收器难以接收到光照信号，此时巡检外壳向前移动，机械臂将需要更换药品的瓦斯过滤机构拧开，并将无效药品倒入废料收集盒，药品储存箱的出料阀门打开，及时更换上存药管和下存药管中的药品，可避免药品吸收水分过多，而呈浆糊固体状，会粘在管壁上不易清理，因此药物损耗达到一定的程度，通过光照检测机构及时检测出来，使瓦斯过滤机构一直保持最佳的过滤效果，有助于提高瓦斯测量的准确度；

20、e：完成d步骤后，检测瓦斯浓度后，气体输送模块充气，通过抽气管将红外光检测管内的瓦斯由通气阀门排出，便于下次重复进行检测，第一反射管将红外光传输到报警箱内的红外光接收装置，并通过光电转换模块将光信号转变为电信号，滤波放大器将微弱的电信号放大，可以精确的检测出瓦斯的浓度，通过报警器报警保证工作人员的生命安全不受侵害。

21、与现有技术相比，本发明中外界的瓦斯由进气管进入上存药管的顶部，由于氯化钙和钠石灰吸收一定水分后会潮解变软失去作用，而第一通孔的直径大于第二通孔的直径，瓦斯通过第二通孔的速度慢于通过第一通孔的速度，使圆形滑板上方的瓦斯堆积较多，圆形滑板在瓦斯气体的作用下会向下挤压，并带动弹簧拉伸，潮解后的氯化钙和钠石灰由于变软，在受到挤压后颗粒间的缝隙变小，锥形块用于在挤压后的药品上开孔，避免缝隙过小导致瓦斯无法流通，而第二通孔的孔径较小减缓了瓦斯的流速，有助于瓦斯与药品氯化钙和钠石灰充分的接触，同时瓦斯在瓦斯散布腔内均匀分布，使离进气管较远的药品也能被充分使用，有助于充分的去除杂质以提高瓦斯检测的准确度，另外由于潮解后的氯化钙和钠石灰颗粒被圆形滑板挤压，导致光接收器难以接收到光发射器发出的光照信号，可确定药物损耗已达到一定的程度，通过及时的对药物进行更换，使瓦斯过滤机构一直保持最佳的过滤效果，有助于提高瓦斯测量的准确度；

22、与现有技术相比，本发明当一段红外光检测管的内部充满瓦斯后，红外光源驱动模块给红外灯提供能源，红外灯发出的红外光，在红外光检测管的内径面发生镜反射，增透膜有助于减少红外光镜反射时的损耗，通过确定红外光的射入角度、红外光检测管内径的长度和红外灯距第二反射管的距离，可算得红外光的光程，通过将光程设置在红外光检测管的内部，大幅增加了光程的同时减小了检测机构的体积，接着红外光通过在第一反射管和第二反射管内进行全反射，直接将红外光传送到报警箱中，通过直接接收红外光信号，无需将瓦斯收集后送到检测机构内测浓度，大幅提高了瓦斯检测结果出来的速度，且红外光在第二反射管和第一反射管内进行全反射，传送过程中的损耗极小，有助于提高检测精度。