一种煤堆内部温度与气氛测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种煤堆内部温度与气氛测量装置。本实用新型专利技术装置包括测杆、气体采样单元、温度传感器、气体温湿度检测单元、气体成分检测单元、外连接杆；测杆的一端连接气体采样单元，温度传感器在测杆内部悬空不与测杆内壁接触，位于测杆连接气体采样单元的一端，测杆的另一端连接气体温湿度检测单元，气体温湿度检测单元通过外连接杆连接气体成分检测单元。本实用新型专利技术装置能够快速准确测量煤堆内部温度，并同时检测其内部气氛，包括O

【技术实现步骤摘要】
一种煤堆内部温度与气氛测量装置
本技术属于煤堆安全监测
，涉及一种煤堆内部温度与气氛测量装置。
技术介绍
煤炭是我国当前及将来很长一段时间的主要一次能源，煤炭虽然需要在高温条件下才能强迫着火燃烧(快速氧化)，但是实际上，煤炭在常温环境下依旧存在缓慢氧化的现象，氧化过程即伴随着放热过程，所以煤堆在长时间堆放的过程中，煤堆内部温度会逐渐升高，温度升高后又加速了氧化放热过程。因此，煤在储存过程中会存在热损甚至自燃的情况，造成一定的经济损失甚至污染环境。煤的反应性不同，缓慢氧化速度会有一定差异。对于反应性较差的煤，一般缓慢放热与煤堆自然散热能达到平衡，不会造成明显的热损或发生自燃，而对于反应性较好的煤，如高挥发分烟煤，尤其是褐煤，煤堆自燃现象则非常普遍。因此，在高挥发分烟煤和褐煤的储运过程中，如何监控煤堆热损和自燃，是储运人员高度关注的问题。通过监测煤堆内部温度来判断煤堆的热损趋势或预防自燃，是目前普遍采用的方法，多数采用烟温测量装置来在线或定期检测煤堆内部温度。目前各种不同结构的测温装置，基本上都存在以下不足：(1)其核心结构基本上都是将温度传感器安装于测温杆(钢管)插入端的内部并进行封闭处理，钢管由外向内存在换热过程，钢管自身也从一端向另一端的良好导热能力，因此测量的快速性和精准性存在或多或少的偏差。(2)煤的氧化需要氧气的参与，消耗氧气并产生CO2、CO等气体，当煤堆内部氧气耗尽时，即使温度较高，也未必会继续恶化，因此，单纯检测煤堆内部温度存在一定的局限性，甚至可能导致煤堆过度处理情况，形成新的氧化环境，反而使热损增加甚至加速。(3)插入端一般采用尖头结构或电钻结构，目的是为了便于插入煤堆内部深处，不过实际操作中依然存在一定的难度(尖头会顶住煤块)或复杂度。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中所述问题，本技术提供了一种煤堆内部温度与气氛测量装置。本技术的目的是能够快速准确测量煤堆内部温度，并同时检测其内部气氛，包括O2、CO、温度、湿度等，为准确判断或研究煤堆内部热损与自燃倾向提供更加丰富的信息。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤堆内部温度与气氛测量装置包括测杆、气体采样单元、温度传感器、气体温湿度检测单元、气体成分检测单元、外连接杆。测杆的一端连接气体采样单元，温度传感器在测杆内部悬空不与测杆内壁接触，位于测杆连接气体采样单元的一端，测杆的另一端连接气体温湿度检测单元，气体温湿度检测单元通过外连接杆连接气体成分检测单元。所述的测杆，为不锈钢管，优选外径为10mm-20mm的不锈钢管，壁厚1mm以上，测杆长度根据所需测量温度点的深度确定。所述的气体采集单元，包括钢珠紧定螺钉、圆柱形加长螺母、定位点、通气槽。所述的钢珠紧定螺钉，为标准件，安装于测量装置插入端末端，便于测量装置顺利插入煤堆内部。所述的圆柱形加长螺母，为标准件，用于安装钢珠紧定螺钉，其内丝型号与钢珠紧定螺钉匹配，圆柱形加长螺母的外径略小于测杆外径，焊接于测杆端部。所述的定位点为焊点，在圆柱形加长螺母与测杆焊接处的圆柱形加长螺母内丝上，用电焊点焊1-2个焊点，用于避免钢珠紧定螺钉被拧入或受力时自动旋入测杆内。所述的通气槽，为测杆端部沿长度方向切割的开口槽，数量为2-4个，用于煤堆内部测点处的气体进入测杆内。通气槽长度3cm-10cm，宽度2mm-4mm，以避免煤颗粒完全堵塞通气槽，并便于清除进入测杆内的煤颗粒。所述的温度传感器，用于测量煤堆内部测点处的温度，采用热电偶或热电阻。温度传感器感温点沿测杆长度方向不到但接近测杆末端。为避免钢管导热导致温度偏差，温度传感器感温点在测杆内悬空，不能与钢管壁接触，简易方法是在靠近感温点将引线打结，感温点悬空位于引线结中间。所述的气体温湿度检测单元，包括温湿度传感器、温湿度接线、温湿度筒体、温湿度螺盖。所述的温湿度传感器，用于测量从煤堆内部通过通气槽逸出的气体的温度和湿度。所述的温湿度接线，为温湿度传感器的电源与信号连接线。所述的温湿度筒体，为一段不锈钢管，其内径以可以装入温湿度传感器且尚有气体流通空间为宜，采用标准件。所述的温湿度螺盖，采用与温湿度筒体匹配的标准件，本技术采用了1吋不锈钢管帽。温湿度螺盖的一端上开孔并与测杆同轴焊接，孔径与测杆内径匹配。温湿度螺盖与温湿度筒体连接时采用垫片或生料带密封。所述的气体成分检测单元，包括气体成分传感器、气体成分接线、气体成分筒体、气体成分螺盖、接线端子、接线盒、薄螺母、气体逸出孔。所述的气体成分传感器，采用电化学气体传感器，传感器型号与数量根据所需要检测气体的组分确定，本技术采用了O2、CO传感器。所述的气体成分接线，为气体成分传感器的电源与信号连接线。所述的气体成分筒体，为一段不锈钢管，其内径以可以装入气体成分传感器且尚有气体流通空间为宜，可以选用标准件，本技术采用了长度为10cm的1吋外丝不锈钢管。所述的气体成分螺盖，采用与气体成分筒体匹配的标准件，本技术采用了1吋不锈钢管帽。气体成分螺盖与气体成分筒体连接时需要采用垫片或生料带密封。所述的接线端子，用于将温度传感器、温湿度传感器、气体成分传感器的接线汇总，便于与外部测量仪表的电源线、信号线对接。所述的接线盒，用于安装接线端子。所述的薄螺母，为标准件，用于将接线盒夹持安装在气体成分筒体上，其型号与气体成分筒体匹配即可。所述的气体逸出孔，是在接线盒上开一个或多个圆孔，用于煤堆内部气体自然流动逸出。所述的外连接杆，用于连接气体温湿度检测单元与气体成分检测单元，外连接杆的长度能够使逸出气体冷却到气体传感器耐受温度即可。外连接杆两端分别与温湿度螺盖、气体成分螺盖同轴焊接，两个螺盖分别开孔，孔径与外连接杆内径匹配。由于煤堆内部气体量少，不适合采用外部动力源抽气。基于煤堆的梯形形状，本技术装置在测量煤堆内部气体成分时，利用煤堆内外温差(气体密度差)使内部气体向外自然流动，在使用时，需要垂直或斜向下插入煤堆。本技术有益效果如下：本技术装置能够快速准确测量煤堆内部温度，并同时检测其内部气氛，包括O2、CO、温度、湿度等，为准确判断或研究煤堆内部热损与自燃倾向提供更加丰富的信息。附图说明图1是本技术的结构原理示意图。图2是插入端与气体采样单元示意图。图3是气体温湿度检测单元示意图。图4是气体成分检测单元示意图。图中：1、测杆；2、插入端与气体采样单元；3、温度传感器；4、气体温湿度检测单元；5、气体成分检测单元；6、外连接杆；2-1、钢珠紧定螺钉；2-2、圆柱形加长螺母；2-3、定位点；2-4、通气槽；4-1、温湿度传感器；4-2、温湿度接线；4-3、温湿度筒体；4-4、温湿度螺盖；5-1、气体成分传感器；5-2、气体成分接线；5-3、气体成分筒体；5-4、气体成分螺盖；5-5、接线端子；5-6、接线盒；5-7、薄螺母；5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤堆内部温度与气氛测量装置，其特征在于，包括测杆、气体采样单元、温度传感器、气体温湿度检测单元、气体成分检测单元、外连接杆；/n测杆的一端连接气体采样单元，温度传感器在测杆内部悬空不与测杆内壁接触，位于测杆连接气体采样单元的一端，测杆的另一端连接气体温湿度检测单元，气体温湿度检测单元通过外连接杆连接气体成分检测单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤堆内部温度与气氛测量装置，其特征在于，包括测杆、气体采样单元、温度传感器、气体温湿度检测单元、气体成分检测单元、外连接杆；
测杆的一端连接气体采样单元，温度传感器在测杆内部悬空不与测杆内壁接触，位于测杆连接气体采样单元的一端，测杆的另一端连接气体温湿度检测单元，气体温湿度检测单元通过外连接杆连接气体成分检测单元。


2.根据权利要求1所述的一种煤堆内部温度与气氛测量装置，其特征在于，所述的测杆，为不锈钢管；外径为10mm-20mm的不锈钢管，壁厚1mm以上，测杆长度根据所需测量温度点的深度确定。


3.根据权利要求1所述的一种煤堆内部温度与气氛测量装置，其特征在于，所述的气体采集单元，包括钢珠紧定螺钉、圆柱形加长螺母、定位点、通气槽；
所述的钢珠紧定螺钉，为标准件，安装于测量装置插入端末端，便于测量装置顺利插入煤堆内部；
所述的圆柱形加长螺母，为标准件，用于安装钢珠紧定螺钉，其内丝型号与钢珠紧定螺钉匹配，圆柱形加长螺母的外径略小于测杆外径，焊接于测杆端部；
所述的定位点为焊点，在圆柱形加长螺母与测杆焊接处的圆柱形加长螺母内丝上，用电焊点焊1-2个焊点，用于避免钢珠紧定螺钉被拧入或受力时自动旋入测杆内；
所述的通气槽，为测杆端部沿长度方向切割的开口槽，数量为2-4个，用于煤堆内部测点处的气体进入测杆内；通气槽长度3cm-10cm，宽度2mm-4mm，以避免煤颗粒完全堵塞通气槽，并便于清除进入测杆内的煤颗粒。


4.根据权利要求1所述的一种煤堆内部温度与气氛测量装置，其特征在于，所述的温度传感器，用于测量煤堆内部测点处的温度，采用热电偶或热电阻；温度传感器感温点沿测杆长度方向不到但接近测杆末端；为避免钢管导热导致温度偏差，温度传感器感温点在测杆内悬空，不能与钢管壁接触；
所述的气体温湿度检测单元，包括温湿度传感器、温湿度接线、温湿度筒体、温湿度螺盖；
所述的温湿度传感器，用于测量从煤堆内部通过通气槽逸出的气体的温度和湿度；
所述的温湿度接线，为温湿度传感器的电源与信号连接线；
所述的温湿度筒体，为一段不锈钢管，其内径以可以装入温湿度传感器且尚有气体流通空间，采用标准件；
所述的温湿度螺盖，采用与温湿度筒体匹配的标准件；温湿度螺盖的一端上开孔并与测杆同轴焊接，孔径与测杆内径匹配；温湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建乔，杨建国，季雄冠，赵虹，毛志平，吴哲鹏，朱圣云，徐智慧，江伯忠，
申请(专利权)人：浙江浙能港口运营管理有限公司，浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33