便携式三态瓦斯报警器模块的研究与设计

传统瓦斯报警器只有二状态报警,缺少瓦斯浓度临界范围的警示,而且不可能人手1台进行配置。设计一种便携式三状态瓦斯报警器,充分利用运算放大器的3种不同工作模式,第1个运放工作于线性放大模式,将瓦斯浓度增加的微弱信号放大,同时第2个运放构成有参考电压的滞回比较器,利用微分电路与滞回比较器产生多谐振荡信号;第3个运放将放大以后的瓦斯浓度信号与作为临界值(基准值)的多谐振荡信号比较,形成三态瓦斯浓度报警器:瓦斯浓度低于临界范围无警示表明安全;处于临界范围内只有静默的闪光报警表明接近危险;高于临界范围声光同时报警表明危险来临、必须撤离。该报警器模块可以独立成为1个便携式瓦斯报警器随身携带,也可以集成在矿灯或矿工帽里成为一种具有三态瓦斯报警功能的矿灯或矿工帽。     

数字正交锁相放大器在光纤瓦斯检测系统中的应用

为了实现高精度实时的瓦斯气体检测系统,介绍了数字正交锁相放大器,主要对其基本原理和结构进行了分析,利用FPGA和A/D转换器件,设计了数字锁相放大器的硬件电路。将数字正交锁相放大器应用于光纤瓦斯检测系统中,避免了传统锁相放大器在系统中手动移相和直流漂移的产生。同时放大微弱信号,更精确地得到所需的幅值信息,再由幅值间接得到相应的瓦斯浓度值。通过实验表明,在实际应用中能及时、精确地实现井下瓦斯浓度检测,有效地减少了安全隐患,并且可以提高工作效率和测量的准确性。     

TMS320F2812在井下微弱瓦斯信号检测的应用

针对煤矿井下瓦斯检测中常因地下地质结构中含有的即有噪声,以及矿井中使用大量的变频设备所产生的高次谐波和电磁脉冲,使其本来不明显的瓦斯信号变得更加微弱,提出了一种锁相放大实现微弱信号检测的原理,再结合DSP优化算法实现的高速数据处理能力,描述了对该系统的数值及仿真分析,结果表明,该系统能够很好地抑制地质及生产中的噪声影响,恢复、增强和方便提取有用的微弱瓦斯信号,实现了对微弱瓦斯信号的实时在线检测。     

瓦斯红外传感检测系统设计中关键技术分析

我国煤矿安全技术保障体系从总体上已基本形成,但还存在矿井瓦斯抽放规模和抽放效率仍然偏低、瓦斯监测仪器仪表和传感器的可靠性与快速反应能力不高等问题。文章探讨了瓦斯红外传感检测系统的设计与组成,论述了无线传感器节点的设计与瓦斯微弱信号的检测技术。测试与运行表明,该系统功能良好。     

基于虚拟仪器的红外瓦斯传感系统研究

针对目前常用瓦斯检测元件存在的缺陷,利用红外传感原理将其应用到瓦斯监测系统,并利用虚拟仪器技术,将采集的信号进行解调及加工处理和计算,简化了设计使瓦斯浓度能在图形界面上显示并予保存,以便用于瓦斯突出、瓦数预测等工作。实验数据表明,该系统应用性能良好。     

神经网络与组态监控在煤矿瓦斯监测中的应用

针对煤矿井下环境恶劣而引起瓦斯传感器误报警等问题,即瓦斯"大数"问题,研究将组态监控软件和BP神经网路应用于煤矿瓦斯监控系统中,利用组态监控软件可以实时观测瓦斯浓度,查询传感器任何时间的输出,显示瓦斯浓度变化,通过BP神经网络的设计和多次训练,不断修正网络参数,最终确定了合理的神经网络,并对该网络进行测试,不仅可以把干扰消除,同时还能辨别出由于瓦斯突出造成的数据超出设定的百分比浓度点,做到可以准确的报警。     

基于DSP的微弱瓦斯信号检测的研究

为了更好地检测微弱瓦斯信号,在滤波的技术手段上加以改进,基于微弱信号的锁相放大检测原理,提出模拟电路滤波与数字滤波技术相结合的方法进行滤波.具体方法是采用相敏检波原理做前期滤波,再利用数字滤波器DSP的高速处理数据能力,通过具体的算法进行后期低通滤波.结果表明,该检测方法能实现更充分的滤波、甲烷气体浓度的实时检测,并达到测量的高稳定性和高灵敏度,使煤矿安全生产中的瓦斯事故得到很好的预防.     

双差分法检测瓦斯含量新技术的实验研究

针对煤矿井下环境复杂,难以提取瓦斯（甲烷）气体的微弱信号问题,根据红外光谱吸收原理,提出一种新的双差分瓦斯检测技术。它采用双光路双波长方法,先后两次射入不同波长的单色光,通过两次差分经过探测器得到光生电压。然后经AD7794芯片实现两路光信号相除得到输出,最后对不同浓度的甲烷气体通过不同长度的新型Ring-down腔气室进行测量得到其浓度反演式。实验结果表明,采用双差分检测技术,有效地提取了瓦斯气体微弱信号,解决了光路扰动问题,具有较高的精度和准确度,其误差为1%。     

矿用瓦斯检测仪滤波器设计

瓦斯检测是煤矿安全生产的重要环节。由于井下环境恶劣，存在着各种干扰源，甲烷传感器输出的微弱信号很容易受到污染。本文叙述了甲烷检测仪的硬件和软件滤波模块的设计方法，该设计使浓度检测与报警的准确度得到了提高。     

基于嵌入式技术的微弱光电信号自动检测系统

为了提高微弱光电信号检测效果,针对当前微弱光电信号检测过程存在的一些问题,提出基于嵌入式技术的微弱光电信号自动检测系统。分析了当前微弱光电信号的研究进展,采集微弱光电信号,并采用小波分析方法对微弱光电信号进行去噪处理,神经网络对微弱光电信号进行分析,建立微弱光电信号检测模型,通过仿真实验分析了微弱光电信号检测效果。结果表明,系统可以高精度实现微弱光电信号检测,减少了微弱光电信号误检率,同时缩短了微弱光电信号检测时间,提高了微弱光电信号检测效率。