井下风致振动压电能量收集技术

提出了井下风致振动压电能量收集技术为矿用无线低功耗传感器提供自供电方案。井下风致振动压电能量收集技术是利用压电材料的压电特性收集巷道内的风致振动能量,通过整流电路、滤波电路、调压电路、稳压电路和充电电路,将不规则的压电振动交流电捕获存储为可用的直流电,从而现实将巷道内风能转换为可用的直流电能。通过试验验证,矿用风致振动能量收集装置在风速为2.00～8.00 m/s内,储能设备输出电压为3.8～8.4 V,能够满足矿用无线低功耗传感器的供电需求。     

竖井提升机的限速器

这种限速器是两个相同的电路,由给定速度单元、实际速度单元、比较单元、执行单元、良好状态控制单元、换接单元和指示单元以及两个行程传感器和一个速度传感器组成。限速器的每个电路可借助要在提升机卷筒上布置专用调制器的-1脉冲传感器或传感器工作。用安装在井筒中的传感器作行程传感器。每个电路都完全起限速器的作用。提升机限速器采用数字-模拟原理处理信息,但主要功能单元的输出信号与常用标准测量装置的输出信号相似,且为其检测所许用。采用以下方式形成限速器的保护速度图。在加速和匀速段允许以最大速度V_(max)     

面向立井提升系统的压电俘能器性能研究

针对立井提升系统罐笼运行中存在不规则低频、宽频振动的特点，提出了一种变截面弯折梁压电振动俘能器，拓宽了俘能器的工作频带，提高俘能器对立井提升系统中不规则低频、宽频振动的能量采集效率。对该俘能器进行结构有限元分析，并搭建实验测试平台，基于仿真和实验，探究其与梯形梁、传统矩形梁发电性能差异，并用该俘能器进行无线节点供能测试。结果表明：变截面弯折梁的应力分布更加均匀，压电材料的整体输出响应更佳；并且共振频率低，开路输出电压高，具有多个明显波峰值，有效实现了采集频带的拓宽；当压电振子末端弯折角度为40°，附加质量为2.14 g时，在标准能量接口电路、最优负载电阻为80 kΩ下，俘能器的最大负载输出电压为34.4 V，输出最大功率可达14.7 mW。通过对无线节点的供电测试，验证了其能量转换效率和供能可行性，可为矿用无线网络节点供电。     

基于无线传感器网络的硫化氢监测节点设计

根据传感设备在煤矿采煤和掘进工作面这种需经常移动的环境中使用的特点,设计了一种基于无线传感器网络的硫化氢监测节点。介绍了节点电池供电电路、显示电路、光控电路、遥控电路、信号采集与处理电路、报警电路、无线组网模块等7部分硬件电路设计。实验测试表明,该节点具有功耗低、组网速度快、检测精度高、工作时间长、抗干扰能力强等特点,可以在煤矿井下推广应用。     

选煤厂无线点检系统节点模块节能的设计与实现

选煤厂无线点检系统利用CC2430低功耗芯片构建基于ZigBee协议的无线传感器网络并采用ADXL335加速度传感器对关键设备的振动进行检测实现点检自动化。无线节点采用可充电锂电池供电,其能量是有限的,最大限度的实现节能设计成为点检系统能否产生生产效益及减少操作复杂度的关键。节点的能量主要消耗在通信模块、处理器模块及传感器模块,文章深入分析了节点的传感器模块及处理器模块能量消耗,采用主动式感应及动态能量管理策略,极大限度地减少了节点的能量消耗。     

矿井提升载荷监测传感器的优选方法研究

 摘要：矿井提升机载荷监测系统由下位机采集、无线传输装置、上位机处理三部分组成。其精度主要取决于下位机中A/D转换位数、传感器、振动信号的采集方法。其中A/D转换选用AD574芯片,最大不稳定因素是所选的传感器。本文着重介绍了优选传感器的方法。用压力试验机进行加载,根据最小二乘原理,利用Excel工具对实验数据线性回归,得到各传感器输入——输出数学模型。优选出线性度最好的传感器,并对其做显著性检验,确定所选传感器性能最好。     

基于无线Mesh网络的瓦斯监测节点设计

设计了一种基于无线Mesh网络的瓦斯监测节点,详细介绍了节点电池供电电路、瓦斯检测电路、报警电路、显示电路、光控电路、无线组网模块6个部分硬件电路设计,以及各部分电路功耗及低功耗工作机制。模拟测试表明,该节点实现了无线自组网及低功耗运行,能够保证瓦斯监测节点在不换电池的情况下工作7 d以上。     

基于选煤厂无线点检系统节点模块节能的设计与实现

 选煤厂无线点检系统利用CC2430低功耗芯片构建基于ZigBee协议的无线传感器网络并采用ADXL335加速度传感器对关键设备的振动进行检测实现点检自动化。无线节点采用可充电锂电池供电,其能量是有限的,最大限度的实现节能设计成为点检系统能否产生生产效益及减少操作复杂度的关键。节点的能量主要消耗在通信模块、处理器模块及传感器模块,本文深入分析了节点的传感器模块及处理器模块能量消耗,采用主动式感应及动态能量管理策略,极大限度地减少了节点的能量消耗。     

矿井无线传感器网络LEACH协议的改进

将无线传感器网络应用于煤矿井下通信,能够提高通信的安全性.无线传感器网络由能量受限的节点组成,通过部署这些节点以便收集特定监测区域内的有用信息.基于层次的LEACH协议通过将节点分簇以实现数据融合.针对矿井通信的特点对现有的LEACH协议进行改进,优化了簇头选择算法,允许节点采用多跳方式与汇聚节点通信,使其更符合煤矿井下的要求.经过NS2仿真平台的测试,改进后的LEACH协议使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期,具有较好的能量优化特性.     

顶板离层无线传感器网络节点试验

基于ZigBee协议对顶板离层无线传感器网络节点进行了实验研究,对能耗进行了分析。结果表明:顶板离层无线传感器网络节点既可独立使用,也可作为无线传感器网络节点使用。独立使用时,节点采用光控显示技术对顶板离层状态进行监测,且确保电池供电时的低能耗;作为无线传感器网络节点使用时,网络结构为具有自组织、自愈性的"重叠树"结构,整体为树形结构,无线传感器网络节点仅与近邻的无线传感器网络节点通讯,局部为Mesh结构,无线传感器网络节点仅与次近邻的无线传感器网络节点通讯。