一、矿山气体监测极端工况痛点
煤矿井下环境存在三重严苛干扰,传统气体传感器极易失效:
强机械震动:掘进、开采设备持续振动,普通光学池光路偏移,检测数据漂移;
高粉尘、高湿度:腔体镜面快速污染,维护周期大幅缩短;
多有毒混合气体:CH₄、CO、C₂H₄、CO₂共存,需要高选择性光学检测方案。
电化学、催化燃烧传感器存在中毒、寿命短缺陷,TDLAS 激光检测成为矿用监测主流路线,但光学池抗震能力直接决定设备井下使用寿命。
二、赫里克特悬浮光路光学池结构原理
传统多通池固定镜面结构抗振差,赫里克特(Herriott)采用双凹面镜悬浮光路设计,激光在腔体内部多次反射形成长光程,光路具备缓冲减震能力,20 米光程规格可实现 ppb 级痕量气体检出。
江苏旭海光电作为国家矿山安全技术创新中心共建单位,针对性优化矿用版赫里克特光学池,适配井下防爆监测设备配套需求。
三、旭海矿用赫里克特光学池核心优化点
悬浮光路减震模组,抗高频机械振动,井下长期运行无光路偏移;
腔体不锈钢防腐密封,抵御井下高湿、腐蚀性瓦斯气体;
搭配多组分激光分析模块,同步检测瓦斯、一氧化碳、乙烯等自燃预警气体;
可搭配矿用防爆探头、便携式瓦斯检测仪整机集成。
四、井下实测落地案例
旭海光电赫里克特光学池批量配套国内防爆装备厂商,应用于全国多座煤矿井下在线监测系统:
设备连续运行 12 个月无零点漂移,粉尘环境下维护周期延长 3 倍;
激光光谱仅对目标气体响应,杜绝井下杂气干扰误报警,矿山安全预警准确率大幅提升;
配套简波系列点式传感器,实现井下多点分布式瓦斯在线监测。
五、矿用整套 TDLAS 解决方案配套
旭海提供矿用一站式器件配套:赫里克特抗震气室 + 9PIN 小蝶形激光器 + 低噪声 TO 探测器 + 一体化激光分析模块,模块自带 RS485/Modbus-RTU 通讯,设备厂商无需多供应商适配,缩短整机开发周期。
六、行业总结
矿山安全监测对光学器件抗震、防腐、稳定性要求远高于普通工业场景,进口赫里克特腔体价格高昂、供货周期长。旭海光电依托矿山安全中心共建技术积累,自研矿用专用光学池,兼顾抗震性能与国产化成本优势,是井下 TDLAS 监测设备国产替代核心器件供应商。