一種煤體溫度測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種煤體溫度測量裝置，適用于實驗室進(jìn)行含瓦斯煤吸附解吸及模擬突出過程煤體表面溫度變化的非接觸式測量。它包括煤體瓦斯吸附罐體，煤體瓦斯吸附罐體底部設(shè)有透射孔，透射孔中設(shè)有固定環(huán)，固定環(huán)上設(shè)有鍺單晶片，鍺單晶片與固定環(huán)之間設(shè)有密封圈。本實用新型可在不接觸煤樣的前提下對罐體內(nèi)部的煤樣表面溫度進(jìn)行測量，同時紅外熱像儀所測量的為煤樣表面的溫度場，對實驗數(shù)據(jù)的總結(jié)分析可得出煤體瓦斯吸附解吸過程中的溫度場變化規(guī)律，為應(yīng)用紅外熱像技術(shù)進(jìn)行煤礦井下工作面煤與瓦斯突出的非接觸式預(yù)測預(yù)報提供實驗基礎(chǔ)及技術(shù)手段，提高溫度測量的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，本實用新型重量輕、體積小、加工安裝方便簡單，具有廣泛的實用性。
【專利說明】一種煤體溫度測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種煤體溫度測量裝置，適用于實驗室應(yīng)用紅外熱像技術(shù)進(jìn)行含瓦斯煤吸附解吸及模擬突出過程中的煤體表面溫度測量。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出機(jī)理的綜合假說認(rèn)為，突出是由地應(yīng)力、瓦斯含量以及煤體的物理力學(xué)性質(zhì)這三個因素綜合作用的結(jié)果。工作面區(qū)煤體的溫度和以上因素都有關(guān)系。國內(nèi)國外突出實踐表明，突出發(fā)生后煤體的溫度有著明顯的變化，其變化規(guī)律是當(dāng)發(fā)生煤體壓出以及傾出現(xiàn)象時會出現(xiàn)其溫度上升的現(xiàn)象，而當(dāng)突出發(fā)生的時候，其溫度則會出現(xiàn)降低現(xiàn)象。因此可以利用對工作面煤體溫度變化進(jìn)行煤與瓦斯突出的預(yù)測預(yù)報。目前所進(jìn)行的煤體溫度的研究均為如測量炮眼溫度、鉆孔溫度等的接觸式測量方式，嚴(yán)重影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
實用新型內(nèi)容
[0003]鑒于已有實驗室測量手段均為接觸式測量，存在明顯的不足之處，本實用新型的目的是提供一種煤體溫度測量裝置，實現(xiàn)實驗室測量含瓦斯煤吸附解吸及模擬突出過程中煤體表面的溫度變化。
[0004]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種煤體溫度測量裝置，包括煤體瓦斯吸附罐體
(8)，煤體瓦斯吸附罐體(8)底部設(shè)有透射孔(5)，透射孔(5)中設(shè)有固定環(huán)(4)，固定環(huán)(4)上設(shè)有鍺單晶片(6)，鍺單晶片(6)與固定環(huán)(4)之間設(shè)有密封圈(7)。
[0005]煤體瓦斯吸附罐體(8 )頂部設(shè)有高壓氣瓶接口( 2 )，高壓氣瓶接口( 2 )插入煤體瓦斯吸附罐體(8)內(nèi)部的長度為罐體內(nèi)部高度的40%?60%。
[0006]煤體瓦斯吸附罐體(8)頂部和底部設(shè)有“O”型密封圈(I)。
[0007]本實用新型適用于實驗室應(yīng)用紅外熱像技術(shù)進(jìn)行含瓦斯煤吸附解吸及模擬突出過程中的溫度測量。本實用新型利用實時先進(jìn)動態(tài)的紅外熱像技術(shù)來對工作面煤體溫度的變化進(jìn)行實時監(jiān)測與定量描述。應(yīng)用紅外熱像儀進(jìn)行測量一方面可以進(jìn)行連續(xù)實時監(jiān)測，另一方面為面測，克服了點測的不足。那么對所測量得到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢變化分析，并結(jié)合電磁輻射、聲發(fā)射等其他技術(shù)手段所監(jiān)測得到的信息，即可判斷當(dāng)前工作面是否具有突出的可能性。本實用新型在測量過程中無需傳感器與被測物體的直接接觸，同時其所測量的是被測目標(biāo)的溫度場，其準(zhǔn)確性大大增加，提高了溫度測量的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，它應(yīng)用紅外熱像儀對煤體表面進(jìn)行非接觸式、連續(xù)動態(tài)的溫度場測量，不僅與煤體之間互不干擾，而且其精度也大大提高，為將來應(yīng)用紅外熱像技術(shù)預(yù)測預(yù)報煤礦井下工作面煤與瓦斯突出提供實驗技術(shù)與技術(shù)手段。本實用新型體積小、重量輕、安裝操作方法簡單、適合實驗室實驗。
【專利附圖】
【附圖說明】[0008]附圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述:
[0010]本實用新型包括煤體瓦斯吸附罐體8，煤樣瓦斯吸附罐體8為耐高壓非金屬材料制成，煤體瓦斯吸附罐體8頂部和底部設(shè)有“O”型密封圈1，應(yīng)用O型圈I保證煤體瓦斯吸附罐體8的氣密性，煤體瓦斯吸附罐體8底部中心設(shè)有透射孔5，透射孔5中設(shè)有固定環(huán)4，固定環(huán)4中嵌入紅外透過率聞達(dá)97%以上的錯單晶片6,錯單晶片6與固定環(huán)4之間設(shè)有密封圈7，應(yīng)用密封圈7保證鍺單晶片6與煤體瓦斯吸附罐體8之間的氣密性，用紅外熱像儀通過透射孔5對罐內(nèi)的煤樣進(jìn)行表面輻射溫度場的測量。煤體瓦斯吸附罐體8頂部設(shè)有高壓氣瓶接口 2，接口 2用于通過三通實現(xiàn)煤體瓦斯吸附罐體8和高壓氣瓶、大氣環(huán)境之間的連接，為保證煤體瓦斯吸附罐體8內(nèi)部煤樣對瓦斯的充分、均勻的吸附解吸，接口 2插入罐體內(nèi)部的長度為罐體內(nèi)部高度的1/2。
[0011]本實用新型具體測量的步驟為:按照實驗步驟將制備好的煤樣裝入煤體瓦斯吸附罐體8并抽真空，然后通過接口 2將高壓氣瓶內(nèi)的實驗氣體(C02、CH4或N2)充入煤體瓦斯吸附罐體8直到達(dá)到設(shè)計壓力。為使測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，在對煤樣充瓦斯氣體前預(yù)先打開紅外熱像儀，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。其中發(fā)射率設(shè)置為0.95，根據(jù)實驗當(dāng)時的環(huán)境狀況設(shè)置環(huán)境溫度及濕度，紅外熱像儀的鏡頭與鍺單晶片6之間的距離保證被測目標(biāo)充滿整個視場，并調(diào)整紅外熱像儀焦距使圖像達(dá)到清晰最大化，待其穩(wěn)定后(紅外熱像儀預(yù)熱30min)同步進(jìn)行充入吸附氣體和紅外熱像測量，從而可得到煤體瓦斯吸附過程煤體溫度變化的紅外錄像視頻，以便于進(jìn)行溫度變化規(guī)律的數(shù)據(jù)分析處理。瓦斯吸附平衡后(24?48h)在保證紅外熱像儀充分預(yù)熱穩(wěn)定條件下打開高壓閥門，將煤體瓦斯吸附罐體8內(nèi)高壓瓦斯氣體通過接口 2排向大氣，并應(yīng)用紅外熱像儀通過透射孔5和鍺單晶片6進(jìn)行煤體瓦斯解吸過程溫度變化測量。為降低罐內(nèi)高壓瓦斯氣體膨脹對解吸過程溫度變化的影響，紅外熱像儀與溫度測量系統(tǒng)均選擇在罐內(nèi)壓力降至大氣壓時才開始進(jìn)行煤體表面溫度的測量，所測量的煤體表面溫度變化可近似認(rèn)為是解吸過程中的溫度變化。在紅外熱像儀工作的過程中，為減少外界的干擾，一方面將實驗室窗簾拉上以盡量減少太陽光線的干擾，另一方面也盡量減少人員的走動。
【權(quán)利要求】
1.一種煤體溫度測量裝置，包括煤體瓦斯吸附罐體(8)，其特征在于:煤體瓦斯吸附罐體(8)底部設(shè)有透射孔(5)，透射孔(5)中設(shè)有固定環(huán)(4)，固定環(huán)(4)上設(shè)有鍺單晶片(6)，鍺單晶片(6)與固定環(huán)(4)之間設(shè)有密封圈(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種煤體溫度測量裝置，其特征在于:煤體瓦斯吸附罐體(8)頂部設(shè)有高壓氣瓶接口(2)，高壓氣瓶接口(2)插入煤體瓦斯吸附罐體(8)內(nèi)部的長度為罐體內(nèi)部高度的40%?60%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種煤體溫度測量裝置，其特征在于:煤體瓦斯吸附罐體(8)頂部和底部設(shè)有“O”型密封圈(I )。
【文檔編號】G01J5/00GK203519167SQ201320677941
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】劉紀(jì)坤, 王翠霞 申請人:西安科技大學(xué)
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