非分光红外气体传感器研究进展

介绍了非分光红外气体传感器的工作原理,将非分光红外传感器与常用气体传感器进行了对比分析。综述了非分光红外技术在光源设计、气室设计、探测器设计、信号处理及自组装多气体探测系统等关键技术的研究进展,为进一步提高气体检测精度和响应提供了研究方向。提出了非分光红外气体传感器要朝着小体积、多功能集成、满足复杂应用环境的方向发展。     

煤矿巷道全自动测风装置及关键技术

当前煤矿井下巷道测风主要有传统人工测量和自动化产品代替人工两种方案。人工测量需要测风员沿着固定路线匀速移动风表,且需人工到达不同测风点实施测风,工作效率低、工作强度大。目前行业内相关自动化装置结构复杂,影响测风数据,且对巷道的适应性较差。提出基于六线法测风的自动测风装置,可通过上位机下发风表运动路径文件实现运动规划,从而达到井下对多个巷道无人化一键测风的效果。该测风装置对标人为测风,可通过设置参数来适应不同断面积巷道,其测风结果准确性大于95%,其具有自动化程度高、测量准确性高、结构更为优化、无需复杂电缆、适用性更强的优点。     

煤矿机电设备预测性维护用采集计算平台设计

常用的煤矿机电设备运维模式为井下采集数据、地面工控机或云平台进行数据分析,存在实时性和灵活性差、采集数据量受限、成本高等问题,而边缘计算机+数据采集卡的通用工业预测性维护解决方案因不易实现矿用本质安全型设计、现场布置灵活性差、成本过高等,不适用于煤矿机电设备运维场景。针对上述问题,设计了一种基于STM32F4主控芯片的煤矿机电设备预测性维护用采集计算平台。该平台可并行高速采集煤矿机电设备振动、温度、压力等数据并实时进行快速傅里叶变换、包络谱分析等处理,进而得出机电设备健康状态,通过人机交互模块本地显示监测与诊断结果,并可通过以太网将监测数据及诊断结果传输至地面工控机或云平台进行大规模数据分析。测试结果表明,该平台对振动信号的测量误差小于4%,且可准确判断机电设备不同部件的运行状况和故障,满足现场实时计算、就地分析、灵活布置的需求。     

煤矿巷道顶板离层监测系统设计

针对煤矿巷道顶板离层监测的重要性,提出了一种顶板离层监测系统的设计方案;给出了该系统结构及测点布置方案,详细介绍了用于准确测量顶板离层位移量的围岩移动传感器的硬件及软件设计,并分析了顶板离层位置及顶板离层位移报警阈值的确定方法。实际测试结果表明,该系统实现了对顶板离层位移量的实时监测,测量精度达2.5%。     

动态测量系统误差模型的建立

为进行动态测量系统的误差分解与溯源的研究,对一套自行研制的动态测量系统进行误差分析,建立系统各个环节的误差模型,并根据全系统动态精度理论,建立该系统总的误差传递"白化"模型,为进行系统误差分解与溯源奠定基础.     

基于改进PSO算法的煤矿相机参数优化设计

为提升基于PSO算法的煤矿相机参数选取的准确性,提出了一种基于惯性权重调整对粒子群算法进行优化的方法。在优化中在结合e指数法的基础上,通过粒子适应度函数值对惯性权重进行动态调节,在迭代的前期阶段,此时的适应度值较大,根据迭代次数对惯性权重进行调整,在迭代的后期阶段,此时的适应度较小,则根据适应度值对惯性权重进行调整,从而达到减少迭代次数、提高精度的目的,通过优化后的算法对张氏标定法得到的相机内参进行调节。为验证算法优化后的效果,对优化参数后的相机进行标定试验,经标定试验可知,改进PSO算法对煤矿相机参数优化后,平均误差为0.451 7 piexl、标准差为0.298 9 piexl、迭代次数为213次,对比标准的PSO算法、e指数法,能够明显提高相机参数的精准度、降低迭代时间。