矿用红外甲烷传感器的研究

基于红外检测原理,以MSP430F1611单片机为核心设计了一种红外甲烷传感器。为了提高红外光的稳定性和对电路提供过压保护,设计了光源稳压驱动电路;经过硬件滤波之后,采集信号中仍然有噪声干扰,随后使用FIR滤波器,对经过硬件滤波后的信号进行数字滤波处理;实验室条件下,利用该传感器测量标准甲烷气体,实测结果表明该传感器的精度适合于煤矿行业的甲烷检测。     

矿用激光甲烷传感器的稳定性试验及应用

为解决郭庄煤矿采煤工作面甲烷传感器频繁标定、稳定性差的问题,通过分析激光甲烷传感器的工作原理,对不同环境下传感器的稳定性进行试验分析,测试高温湿度下激光甲烷传感器的检测精度,通过与催化式甲烷传感器检测精度对比,结果表明:激光甲烷传感器的检测精度高、响应速度快,能实时检测工作面内甲烷气体浓度,保证矿井的安全高效生产。     

板束角对激光甲烷传感器检测精度的影响

为了研究板束角变化对激光甲烷传感器检测精度的影响,采用浓度为2.00%的标准气体作为待测气体,设计18次实验,对不同板束角下激光甲烷传感器的检测误差进行了测定,经过数据分析发现,板束角在5°~75°区间时,激光甲烷传感器的测定误差具有下降趋势,板束角在89°~90°区间时,传感器测定误差具有上升趋势;板束角在75°~80°区间时,传感器测定误差最低,维持在0.04%。     

基于STM32的无线激光甲烷检测报警仪的设计

针对目前煤矿使用的甲烷检测报警仪存在调校周期短、维护工作量大、易受其他气体影响的问题,设计了一种基于STM32的无线激光甲烷检测报警仪。重点介绍了仪器的构成、硬件设计、软件设计、系统低功耗设计及外壳IP65设计。该报警仪利用甲烷气体对特定波长激光的吸收原理测量甲烷浓度,不受其他气体影响、检测精度高、调校周期长,同时可与安全监控系统中的无线网关配套使用,进一步保障煤矿的安全生产。     

TDLAS技术在煤矿灾害气体检测领域的应用

采用可调谐半导体激光光谱吸收检测技术(TDLAS)研制的气体探测装置,正在煤矿灾害气体检测领域进行大面积的推广。激光气体传感器的调校周期长,不受水蒸气、粉尘及其他干扰气体影响、测量误差低等特点均是其它种类的传感器所不可比拟的。对基于TDLAS技术的激光气体传感器设计进行详细阐述,旨在提高可调谐激光光谱吸收技术在煤矿灾害气体检测过程中的优势。     

矿用红外线甲烷传感器压力补偿方法

利用红外线检测煤矿井下气体中甲烷的含量,其检测精度受到井下环境压力因素的影响。为提高其检测精度,以甲烷气体为例,研究压力补偿数学模型;在硬件电路上通过大气压力传感器与单片机相结合实现压力的采集、分析及数值计算。     

煤矿安全监控系统中无线激光甲烷传感器的研究与设计

对比分析甲烷传感器的检测原理,提出一种具有压力和温度补偿的无线激光甲烷传感器的设计方案,详细介绍传感器的甲烷检测原理、温度和压力补偿以及无线通信等关键模块的设计,并对无线传感器进行基本误差、响应时间、温度和压力影响等性能测试。结果表明,该无线激光甲烷传感器精度高、响应快、运行稳定可靠,可实时监测井下甲烷气体浓度,满足煤矿安全监控系统中瓦斯监测的应用。     

基于压力补偿的煤矿用激光甲烷传感器

提出了基于最小二乘法曲线拟合压力补偿算法模型,主要解决煤矿复杂环境下,激光甲烷传感器测量准确性受管道压力的影响误差较大的问题,通过最小二乘法对其测量结果进行修正及补偿,最大程度的消除压力对激光甲烷传感器在气体浓度测量过程中产生的误差,提高传感器系统运行的稳定性。     

基于可调谐激光检测技术的甲烷传感器

利用甲烷气体在1 653 nm附近的近红外吸收光谱,采用谐波检测的方法提出一种激光式甲烷传感器的设计理念,满足对传感器"高可靠性、高精度、高灵敏度"的需求。     

光纤瓦斯传感系统的研究

煤矿中瓦斯气体的浓度超限是引起煤矿瓦斯爆炸事故的主要原因。利用激光吸收光谱检测技术进行瓦斯传感系统监测的研究。介绍光纤瓦斯传感器的工作原理,采用平衡检测方法克服激光强度起伏引起对检测灵敏度的影响,有效提高系统检测灵敏度,并设计传感器系统结构。实验结果表明基于激光吸收光纤瓦斯传感系统具有很好的检测效果,可实现对煤矿中瓦斯气体实时检测。     

基于SLED的光纤甲烷传感器光源驱动控制技术研究

光纤气体传感技术是一种近年来备受国内外广泛关注的新型高新技术。通过研究,提出了一种基于SLED的光纤甲烷传感器光源驱动控制系统,并同步设计了具有短路、开路、过流、过压等多重保护功能的电路基本结构。研究结果表明：该光纤甲烷传感器光源驱动控制系统的性能稳定、灵敏度较高,通过有效解决光功率输出的不稳定来提高光纤传感器的工作性能和测量精度,对提高煤矿瓦斯安全检测系统和保护装置的性能和可靠性意义重大。     

基于TDLAS的分布式激光甲烷监控系统研究

结合可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)研究完整分布式激光甲烷监控系统,包括TDLAS监测系统整体架构设计、光源和气体传感器、光电转换、信息采集等部分设计,分析甲烷检测设计难点,并与国内外多监测点的在线气体监测系统比较,说明其具备的优势。     

基于吸收光谱式瓦斯传感器的研究

煤矿中瓦斯气体的浓度是引起煤矿瓦斯爆炸事故的主要原因。本文利用吸收光谱检测技术进行甲烷传感器在线检测的研究,通过调整激光器的电流和温度达到气体特定的吸收光谱线,从而有效地避免其他气体造成的干扰,检测限可达到从ppm级到%的含量级。实验结果表明,基于吸收光谱式甲烷传感器可以方便,快速的检测煤矿中瓦斯浓度。     

分布式激光甲烷监控装置在葫芦素煤矿的应用

针对煤矿井下使用的传统催化燃烧甲烷传感器在使用过程中存在的问题,介绍了分布式激光甲烷监控装置的结构特征、工作原理、智能化设计及其性能特点。通过分布式激光甲烷监控装置在葫芦素煤矿井下的应用验证表明:该装置较传统催化甲烷传感器具有测量精度高、响应速度快、长期稳定性好等优势,适合煤矿井下复杂环境条件的多点瓦斯监测。     

激光甲烷传感器在煤矿工作面的应用研究

为解决煤矿工作面传统甲烷传感器定期标定、稳定性及精度不够等问题,对激光甲烷传感器机理进行理论研究,研制国内领先的低功耗长距离激光甲烷传感器,并应用于内蒙某大型高瓦斯矿工作面瓦斯监测,解决甲烷传感器标校周期短、精度低、寿命短等问题。     

矿用光干涉式甲烷传感器的研究

针对传统甲烷传感器存在的问题,设计了一种基于线阵CCD及光干涉原理的甲烷传感器。该传感器以STC12C5A60S2单片机作为控制核心及处理单元,以光干涉原理和CCD光电转换为基础,实现了用光干涉方法对煤矿井下甲烷气体浓度准确、连续自动监测。     

无线传输技术在煤矿气体检测中的应用

应用基于蓝牙技术的无线收发芯片NRF401,研究了煤矿气体检测中的信号无线传输技术和实现方法。详细阐述了无线收发芯片nRF401特点及性能指标,并通过nRF401无线通信模块进行无线实时监控的监测系统。系统利用单片机对一氧化碳传感器、甲烷传感器进行控制和数据传输,并应用无线射频技术,将检测到的煤矿气体数据传输至基站处理单元,实现对煤矿环境的远程监控,从而对现场进行有效地控制。     

TDLAS气体检测技术研究现状及其在煤矿中的应用北大核心

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)气体检测技术具有分辨率高、检测下限低和响应速度快的特点,已广泛应用于环境气体的在线监测。煤矿井下气体成分复杂,传统的气体传感器、色谱分析和光谱分析技术受限于方法本身或现场环境条件,存在不同程度的局限性。介绍了TDLAS气体检测技术的工作原理和特点;重点剖析了TDLAS技术在消防、石油化工、环保和煤矿气体检测领域的发展历程和研究现状;分析了该技术在井下甲烷气体检测和多种分混合气体在线监测等方面的应用效果。     

煤矿用全量程激光甲烷传感器

设计实现了一种高性能煤矿用全量程激光甲烷传感器,传感器可以克服高温高湿等复杂环境带来干扰,具有选择性好,响应时间快等优点,更加适应于煤矿对甲烷传感器的要求。     

可调谐半导体激光吸收光谱式甲烷传感器温度补偿技术

随着可调谐半导体激光吸收光谱气体传感技术的发展,基于该技术的矿用甲烷传感器成为当前煤矿瓦斯监测领域的研究热点,相关产品已陆续投入煤矿现场应用,由于煤矿应用环境的复杂性,传感器测量准确性受环境温度的影响较大。针对这一问题,提出了一种基于分段插值和重心插值的自适应融合的迭代补偿算法,该方法首先取标定温度下浓度的值,计算传感器测量温度影响率,然后求出重心拉格朗日插值的不同温度下的插值函数,在此基础上再对被测浓度甲烷值进行分段插值得到新补偿温度影响率,由该新的补偿温度影响率得到补偿后的甲烷值,依此实现自适应的迭代对激光吸收光谱气体测试数据进行补偿,并进行了大量相关实验验证,在高瓦斯情况下,测量误差减小到1%,在低浓度瓦斯情况下,测量误差减小到0.01%;工程应用结果表明该补偿技术的应用有效的减小了传感器甲烷浓度测量的误差,为激光传感器在煤矿现场的正常运行提供可靠保障。