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专利号: 2023111985824
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种煤层瓦斯浓度检测装置,包括激光测量仪、套筒(600)、装载筒(100)、底筒(300),所述套筒(600)顶部固定有多个夹板(610),所述激光测量仪底部为激光发射器(110);底筒(300)可沿着装载筒(100)做伸缩运动,底筒(300)底部固定有护套(320)和盖板(310),装载筒(100)内固定有内板(200),内板(200)底部固定密封套(220),密封套(220)底部两侧固定有磁铁条(400),两个磁铁条(400)相对立的侧面之间磁性相反,磁铁条(400)上固定有密封垫(410);底筒(300)内固定有磁铁板(500);

其特征在于,所述磁铁条(400)为竖向设置的板状,磁铁条(400)的底边与密封套(220)底部开口侧边固定连接,且磁铁条(400)的底边长度与密封套(220)的底部开口侧边等长;

磁铁条(400)的上部铰接有伸缩板(210),所述伸缩板(210)为矩形长板状,其为水平设置并可沿水平方向伸缩的活动板,其远离磁铁条(400)的一端固定连接于内板(200)内侧壁,伸缩板(210)用于限制磁铁条(400)竖直方向的位移。

2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述密封套(220)的底部边缘与磁铁条(400)的底边和竖向的侧边密闭连接,即两个磁铁条(400)与密封套(220)围成竖向的筒状通道,从而使得磁铁条(400)即使仅有顶部闭合,也能够使磁铁条(400)的上方空间与下方空间隔离。

3.根据权利要求2所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述磁铁条(400)顶端位置高于伸缩板(210),所述磁铁条(400)和伸缩板(210)两者的铰接位置位于磁铁条(400)高度方向上的上三分之一节点至上四分之一节点之间。

4.根据权利要求2所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述磁铁条(400)整体为弧面向其相对的另一个磁铁条(400)方向凸出的弧形板,所述磁铁条(400)在竖直方向上分为上下两部分,上下两部分中间通过分隔板(440)隔开,磁铁条(400)的上半部为上磁条(420),磁铁条(400)的下半部为下磁条(430)。

5.根据权利要求4所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,两个所述上磁条(420)的相对面磁性相反,即两者能够相互吸引;

两个下磁条(430)的磁性相同,即两者能够相排斥,并且下磁条(430)与磁铁板(500)的相对面之间的磁性相反,即下磁条(430)靠近磁铁板(500)时,能够被磁铁板(500)吸引。

6.根据权利要求5所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,两个所述上磁条(420)相对的面上开设有凹槽,凹槽内固定有形变软板(421),所述形变软板(421)为内部开有中空腔体的软囊,为弹性橡胶材质,形变软板(421)顶部固定于凹槽内顶部,形变软板(421)底部固定于凹槽内底部,形变软板(421)内部填充有磁流体(422),磁流体(422)为上磁条(420)的磁性部件,当两侧的形变软板(421)吸附到一起时,形变软板(421)相对于凹槽向外凸出,且两个形变软板(421)相接触后,由于其形状的可延展性和磁流体(422)的流动性,因此接触面积更大。

7.根据权利要求6所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述密封垫(410)包括多个密封片(411),所述密封片(411)为水平设置的矩形软片,密封片(411)为橡胶材质,密封片(411)在竖直方向上均布于上磁条(420)的形变软板(421)外,且相对的两个形变软板(421)上的密封片(411)为错位设置,即当两个形变软板(421)相吸附时,密封片(411)会相互穿插后分布在同一竖直领域内。

8.根据权利要求7所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述伸缩板(210)与上磁条(420)之间固定有挤压囊(450),所述挤压囊(450)为内部中空的弹性折叠囊体,为弹性橡胶材质,其整体的侧面呈扇形,其一端固定于伸缩板(210)底部,另一端固定于上磁条(420)靠近伸缩板(210)底端的一面上部,当下磁条(430)被磁铁板(500)吸引,磁铁条(400)整体向外旋转和位移时,上磁条(420)之间相互吸引后,上磁条(420)与伸缩板(210)之间的夹角角度缩小,从而压缩挤压囊(450)。

9.根据权利要求8所述的煤层瓦斯浓度检测装置,其特征在于,所述挤压囊(450)底部一侧开设有注液阀(451),所述注液阀(451)为带盖的单向开口,使用者能够通过注液阀(451)向挤压囊(450)的内部注入液体,所述液体为具有粘滞性的流体;所述固定有形变软板(421)的凹槽与形变软板(421)之间形成密闭的空腔,即形变软板(421)的边缘与凹槽边缘固定连接,该空腔通过通液孔(452)与挤压囊(450)内部空间连通,该空腔顶部开设有出液槽(453),所述出液槽(453)为倾斜向上并且开口位于密封片(411)上方的通槽。

10.一种煤层瓦斯浓度测量方法,其特征在于,配套如权利要求9所述的煤层瓦斯浓度检测装置,检测方法步骤依次为:

S1:使用者将套筒(600)通过夹板(610)夹持固定在无人机底部,开启位于套筒(600)底部的装载筒(100)内的激光测量仪,并遥控无人机使其起飞至煤矿矿洞顶部,并向下发射激光,采集瓦斯浓度信息;

S2:在无人机遇到煤矿矿洞顶部向下的凸出部分时,使用者操作无人机竖直向下运动,在此过程中,磁铁条(400)由于伸缩板(210)对齐竖直方向的限制和密封套(220)对磁铁条(400)底部的拉扯,使磁铁条(400)受气流影响而闭合的可能减小,进而无人机能够继续测量瓦斯浓度;

S3:当无人机遭遇故障而向下坠落的过程中,盖板(310)受下落过程中气流的向上推动而向底筒(300)底部开口方向旋转,从而临时闭合底筒(300),使上方的激光测量仪得到初步保护,同时测量停止,落地瞬间盖板(310)由于惯性向下打开并拍击地面,此时扬尘向上涌入,同时磁铁条(400)向下运动,当磁铁条(400)底部移动到与磁铁板(500)的同一高度时,磁铁板(500)吸引下下磁条(430)向外转动;

S4:当磁铁条(400)整体沿与伸缩板(210)铰接处转动的过程中,上磁条(420)压缩挤压囊(450),相对的两个上磁条(420)的形变软板(421)膨胀并吸附在一起,进而使得相对的密封片(411)之间穿插在一起,使激光发射器(110)与底部空间隔离,避免扬尘与飞溅的沙石损伤激光发射器(110),同时,液体由出液槽(453)涌出并覆盖于密封片(411)上表面并填充密封片(411)之间的空隙,使得上磁条(420)之间紧密连接;

S5:使用者对无人机与激光检测仪进行快速检查和修复,并将磁铁条(400)手动分开,再次进入检测状态。