基于小波神经网络技术的井下瓦斯传感器故障诊断分析

煤矿井下瓦斯传感器的准确性和鲁棒性关系到矿井的安全生产。以瓦斯传感器故障诊断为研究对象,利用小波包分解算法分析了瓦斯传感器故障信号、提取了相关特征,并基于这些特征,采用扩展滤波算法训练神经网络。兖州集团王庄煤矿的100组瓦斯检测数据验证了该技术的有效性和准确性,为瓦斯传感器故障的在线诊断系统设计提供了参考。     

基于RBF神经网络的传感器故障检测方法

针对液位控制系统在运行过程中容易发生传感器故障,提出一种利用RBF神经网络模型的方法预测液位系统的液位输出对传感器进行故障检测,通过比较神经网络模型的预测输出和控制系统实际输出的残差信号大小,并得到故障指示量,可以判断传感器有无故障发生。仿真结果表明,这种故障检测方法能达到比较可靠的检测效果。     

基于贝叶斯网络的催化燃烧式瓦斯传感器故障诊断

为了有效诊断瓦斯传感器故障,提出一种基于贝叶斯网络的瓦斯传感器故障诊断模型。在对瓦斯传感器故障的各种原因、事件及内在逻辑关系进行致因分析的基础上建立瓦斯传感器故障树,并依据相关规则建立贝叶斯网络模型。其次,在基于故障树确定基本事件风险率基础上,利用贝叶斯网络模型找到最为关键的瓦斯传感器关键故障因素。最后,选取开采工作面回风隅角催化燃烧式瓦斯传感器进行故障诊断案例分析。结果表明:该瓦斯传感器故障诊断结果为存在事故风险,该结果与工程实际较为一致。同时提出了对电源及开关、催化剂有效性等进行着重检修与排查,对人为因素、其他技术因素、环境因素进行控制的建议。     

基于支持向量机的瓦斯传感器数据验证

介绍了支持向量机的基本原理,利用单个瓦斯传感器的输出信息建立了支持向量机的瓦斯传感器数据验证模型.并利用该模型进行数据验证.试验结果表明,支持向量机数据验证预测精度高,外推能力强,是瓦斯传感器数据验证的一种有效方法.     

利用瓦斯监测监控系统实现粉尘浓度在线监测

为实现对粉尘浓度的在线监测,鹤煤双祥分公司对现有自动喷雾降尘装置和瓦斯监测系统进行了软、硬件改进,包括:转换粉尘传感器输出信号,改进粉尘传感器输出信号接线方法,修改瓦斯监控系统软件设置。通过上述改进,实现了利用现有的瓦斯监测监控系统对粉尘浓度的在线监测,效果较好。     

基于小波包与EKF-RBF神经网络辨识的瓦斯传感器故障诊断

针对瓦斯传感器常见的偏置型、冲击型、漂移型和周期型4种突发型故障,以小波分析和RBF神经网络为基础,提出了由小波包分解提取特征能量谱与扩展Kalman滤波算法（EKF）优化的RBF神经网络进行模式分类辨识的瓦斯传感器故障诊断方法。对瓦斯传感器的输出信号进行小波包分解,运用基于代价函数的局域判别基(LDB)算法进行裁剪,获取最优的特征能量谱,经处理后作为特征向量训练EKF-RBF神经网络,采用参数增广和统计动力学方法,通过带有整定因子的EKF参数估计,用来辨识瓦斯传感器的故障类型。实验结果表明：该方法的辨识正确率在95%以上,误报率和漏报率都明显优于其他算法,能够有效用于瓦斯传感器的故障在线诊断。     

基于多点传感信号的煤矿无基础带式输送机传输故障研究

针对当前带式输送机传输故障检测方法存在的问题，基于多点传感信号研究了一种煤矿无基础带式输送机传输故障检测方法。建立能够表现瞬态磁场的二维有限模型，从模型中获取瞬态磁场的变化情况，固定模型中磁场的变化节点，计算电磁转矩值，输出故障电流波形，以此判定节点区间内是否出现失磁故障；通过多点传感器故障门限的节点参数判断故障状态，利用激光点云完成故障节点二维定位，实现故障检测。实验结果表明，该方法能够很好地分析故障状态，精准地判定失磁故障点，确定故障位置，具有很好的实际应用效果。     

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。     

无线传感网络瓦斯监控系统设计

为了解决瓦斯监测节点部署制约开采进度和传统瓦斯传感器调校周期短的问题,采用JENIC5139模块架构了无线瓦斯传感器监控系统,该系统由红外瓦斯传感器节点、井下中心站和井上瓦斯监控计算机组成,通过红外瓦斯传感器实现瓦斯浓度的检测,基于无线传感网络的井下中间站实现检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校和参数动态设定,通过上位机不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态,还可以实现瓦斯传感器的动态调零、非线性动态修正.     

基于ASGSO-SVR模型的瓦斯传感器故障诊断

针对现行煤矿瓦斯传感器常见的卡死、冲击、漂移等故障,运用支持向量回归机建立多传感器数据融合的瓦斯浓度预测模型,详细研究影响该预测模型精度的相关参数选择方法,提出用ASGSO算法自适应优化支持向量机预测模型参数的算法,将模型预测结果与现场实测瓦斯浓度相比较得到残差δ,用于对瓦斯传感器故障的诊断。用现场监控数据对该方法进行离线仿真实验,得到残差信号的变化曲线。通过选择合理的阈值,判断传感器是否处于故障状态。结果表明,ASGSO算法参数优化对提高SVR预测模型的精度有很大帮助,此方法对瓦斯传感器的常见故障的诊断是正确和有效的。     

一种新型中小型煤矿瓦斯浓度检测装置

为了减少我国中小型煤矿因瓦斯爆炸而引发的灾难事故,利用以SnO2为主要基体材料的N型半导体气敏传感元件对甲烷等易燃易爆气体具有良好的敏感特性,采用QM-N5型半导体气敏传感器,检测该传感器在不同瓦斯浓度下输出电阻值的变化,并设计了以AT89C51数字芯片为核心的电路处理硬件结构,对输入电阻值进行逻辑判断和分析,从而实现对瓦斯浓度超限的监控与报警.试验测试表明,该新型监测装置采用模块化程序结构设计方法,具有结构简单、检测精度高、响应速度快、性能稳定、成本价低等优点,可广泛适用于我国中小型煤矿瓦斯浓度的监测与预警.     

煤层气深冷液化关键机电设备在线故障诊断系统的研究

分析了离心压缩机在低浓度煤层气深冷液化工业化工艺中的重要性,并针对离心压缩机的工作特点,利用采集其工作过程中的振动信号实现对离心压缩机的故障诊断,在此基础上,在Labview8.5软件开发环境下,对低浓度煤层气深冷液化工艺中的原料气压缩机以及混合冷剂压缩机进行了网络化在线故障诊断系统的设计与开发。     

面向矿山环境监测的无线传感器网络研究

针对当前金属矿山环境保护和在线监测的迫切需求,提出了采用无线传感器网络对矿山环境进行在线监测的系统设计方案,给出了系统的总体结构,设计了以低功耗AVR微控制器ATm ega128L和基于Z igBee技术的无线射频收发芯片CC2420组成的传感器节点,实现了对环境参数的监测,而且具有成本低、功耗低、寿命长、实时性好等优点。实践表明该系统具有较高的实用价值和应用前景。     

基于红外吸收技术的多组分混合气体检测的研究

针对多组分混合气体的检测问题,提出了基于红外吸收技术进行探测并利用BP神经网络进行信号分析处理的检测方法。该方法采用宽带中红外光源和前端带有窄带滤光片的探测器进行气体探测,探测器输出的每路微弱电信号对应1种气体吸收波长的光波,在对此电信号放大滤波后经A/D采样送达计算机。对实验采集到的数据利用BP神经网络进行分析,能够很好的消除各组分气体之间的干扰,测量相对误差在5%以内,测量拟合曲线呈现良好的线性关系,完全能够满足多组分气体鉴别和测量的要求。     

钢绳芯输送带断裂实时监测系统

基于漏磁检测原理,设计了一种矿用钢绳芯输送带断裂实时检测系统。系统采用霍尔片为主要探测元件检测芯绳断裂,利用速度传感器判断断裂位置,由信号处理电路完成输出信号的放大、滤波、检波和峰值保持,单片机根据A/D转换器采集的数据完成断裂事故的判断和处理。系统结构简单,工作稳定可靠,初步具备了煤矿应用基础。     

煤矿救灾机器人环境探测多参数传感器设计

介绍一种应用于煤矿救灾机器人的多参数测量传感器模块。该传感器集测量瓦斯、O2、CO浓度和温湿度于一体,可根据温湿度对气体浓度输出进行补偿。硬件电路以AT89LV51单片机为核心,采用X5045看门狗芯片,使系统更加稳定可靠。传感器模块带有RS232接口,与机器人的PC104工控机实时通信更加方便。     

新型煤矿粉尘浓度监测系统的设计

为了实现煤矿监控监测系统的高性能运行,提高粉尘监测的可靠性,提出了基于凌阳16位单片机SPMC75F2413A的粉尘在线监测方案.以单片机为核心结合光电传感器设计出了粉尘在线监测系统,给出了粉尘监测及报警器的硬件和软件的实现方案与电路结构.该系统能长时间实时监测粉尘浓度,直接输出粉尘质量浓度值,并通过CAN总线接口实现...     

卸压煤层气地面井的破坏方式探讨

本文在介绍卸压开采引起的上覆岩层的移动变形特征的同时,重点分析了卸压开采上覆岩层的移动形式,并在此基础上分析了卸压煤层气地面井的受力情况,根据煤层气井的受力情况进一步探讨了卸压煤层气地面井的主要破坏方式,得出卸压煤层气地面井所受的基本外载力有轴向拉（压）力、径向外挤压力、层间滑移剪切力以及它们的共同作用力,进一步探讨得出卸压煤层气地面井的破坏方式有轴向拉伸变形破坏、径向挤压变形破坏、层间剪切变形和错断破坏以及双轴共同作用下的错断破坏,本文的研究结果对卸压煤层气地面井的稳定抽采有着重要的意义。     

主动式微波射频识别瓦斯传感器的设计与实现

为解决目前煤矿井下固定瓦斯传感器不能方便地随着采掘工作面的推进而跟踪前进和不易在窄小的巷道布置瓦斯监测点的问题,设计了一种基于无线射频技术的主动式微波射频识别瓦斯传感器。在模块化设计其硬件结构的基础上编制了简洁的控制软件,研究了井下巷道环境的无线通信特点,并据此确定了无线通信方式,给出了传感器与阅读器间的无线通信流程及其关键技术。该传感器具有监测实时性强、数据容量大、作用距离远、功耗低和移动灵活等优点。