抗干扰 响应快 价格低 “电子鼻”守护矿井安全
本报记者 王荣琦
对矿井里的工人来说,最怕的不是活儿重、路远,而是看不见、摸不着的瓦斯。甲烷浓度一旦出现异常,哪怕只是零点几的波动,都可能牵动整个工作面的安全。
过去,大家熟悉的甲烷传感器多靠化学试纸式的电化学或催化原理工作,气体得先钻进探头,才能被检测到。井下潮湿、粉尘大、油烟重,传感器容易被干扰,有时还会误报;用久了,里面的化学材料会消耗,寿命往往只有一两年,隔几个月就得更换、校准。
现在,越来越多的矿井装上了来自大连的激光甲烷传感器。这种被称为“电子鼻”的设备不靠闻味,而是靠一束肉眼看不见的激光。激光穿过气体时,甲烷会吸收特定波长的光,就像每个人都有独一无二的指纹一样,甲烷也有自己的“光学指纹”。传感器捕捉到这种变化,就能快速判断甲烷浓度。
这种激光嗅探技术,专业名字叫TDLAS可调谐激光吸收光谱技术。华夏天信传感科技(大连)有限公司首席信息官邢玉麟打了个比方:“传统的电化学传感器就像化学试纸,需要气体直接接触探头发生反应,容易受水汽、油烟干扰误报,内部化学材料还会持续消耗。而我们的激光嗅探技术是纯物理光学检测,利用特定波长的激光穿透气体。利用这项技术制出的‘电子鼻’抗干扰强、响应快,无化学耗材,使用寿命长达十年以上。”
这项技术由华夏天信自主研发,企业啃下了激光器核心器件设计制造的硬骨头,摆脱了对进口核心元器件的依赖。截至目前,企业拥有核心技术专利52项、软件著作权15项、产品防爆认证38项、安标7项。其拳头产品矿用激光甲烷传感器已在全国上千家煤矿井下长期稳定服役,煤矿安全监控领域市场占有率约30%。
“过去,激光气体传感器多用于燃气领域,造价昂贵,在煤矿井下尚未大规模推广。我们依靠自主技术,降低了矿用激光检测设备的落地成本。”华夏天信运营副总经理兼技术研发总监高嵩说。对矿井来说,这意味着设备更新成本更低,更多工作面可以用上更灵敏、稳定的多组分气体监测设备。
这些传感器不只是挂在巷道里的小盒子。有的固定在采掘工作面、回风巷、瓦斯抽采管道附近,实时盯着甲烷浓度;有的做成便携报警仪,工人巡检时随身带着,遇到异常能及时提醒;还有的云台式激光探测器能像“激光猎人”一样巡航监测,发现危险气体浓度接近阈值会立刻报警,为处置争取时间。
“目前,这条产线单日产能可达600件,年产能达15万件,按需扩产后还可实现3倍提升。”高嵩指着屏幕上跳动的数据说,“全流程由MES智能生产管理系统数字化管控,单站故障不会影响全线运行。”
气体安全监测正从“被动扩散检测”向“主动遥测”升级。邢玉麟透露:“我们的云台式激光探测器能实现甲烷等可燃气体360°巡航监测及毫秒级响应,是危险气体的‘激光猎人’。公司的‘AI赋能云台式边—端系统升级项目’正处于框架设计阶段,将通过‘云—端—边’一体化架构主动遥测,一旦探测到气体浓度逼近阈值,立即启动紧急处置程序并报警。”高嵩补充道:“线式激光传感器可更好地服务智能化改造刚需,尤其在天然气管网里程持续增长与油气场站无人化改造背景下,增长空间很大。”
华夏天信成立于2019年,是一家国家级高新技术企业、省“专精特新”中小企业。今年以来,企业订单充裕,在手订单已排产到11月末,全年产值有望增长30%左右。
从一束激光到一枚传感器,从一条产线到一个产业,大连正以自主可控的硬核科技,为全国工业安全持续输出“大连智造”力量。
责编:杨金凤
审核:叶 健
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