俄霍布拉克煤矿工作面上隅角瓦斯浓度误差探讨

为了解决俄霍布拉克煤矿5106工作面上隅角使用光瓦斯检测仪与甲烷传感器、气相色谱法测量的瓦斯浓度结果不一致的问题,通过现场测试和现场取气样在实验室进行分析的方法,研究了低氧浓度对光瓦斯检测仪测试结果的影响.研究表明,低氧浓度环境下,光瓦斯检测仪测量结果比甲烷传感器、气相色谱法测量的瓦斯浓度高,且氧气浓度越低,测量结果误差越大,其原因为氧气浓度偏低时,氮气等气体浓度增高,导致被测气体折射率增大,使测定结果偏大.通过实验可以测得修正系数,对误差结果进行修正,并有针对性地提出了降低3种检测仪器测量误差的措施,解决了现场实际问题.     

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。     

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。     

光干涉型甲烷测定器对温度和气压的校准和修正

作为煤矿井下测定甲烷浓度的仪器,光干涉型甲烷测定器(光学瓦斯检定器)在国内正在得到推广使用。它在煤矿安全方面起着愈来愈大的作用,所以,正确地使用仪器并进行准确的测量具有重要的意义。光干涉型甲烷测定器和一般的光干涉型气体分析仪一样,它实质上是测定气样室(瓦斯室)和空气室两个气室中气体的折射率差,而这个折射率差和被测气体含量(体积)有线性关系,因此从测定折射率差可以确定被测气体的含量。由于气体折     

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。     

基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器的实验

针对目前传统瓦斯传感器的缺点，借鉴现有的红外气体分析器的设计思路，研制了基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器.它采用开腔气室结构及单光束双波长探测技术，在实验室里通过对不同浓度的甲烷气体进行测量得到了其浓度反演式.在实验测量中，当瓦斯浓度小于22%时，误差为0.1%；当瓦斯浓度超过22%时，误差小于1%.     

红外与热导双传感技术在瓦斯浓度检测中应用研究

矿井瓦斯气体成分复杂,为了能准确详细地掌握其各组分气体浓度的动态信息,介绍了红外传感和热导传感气体检测原理,提出运用红外传感技术和热导传感技术将红外传感器和热导传感器组成一种双传感器,对矿井瓦斯气体进行浓度检测,实时掌握井下各组分气体浓度信息,对提高瓦斯监测系统的检测性能有较大帮助.     

光干涉瓦斯传感器的光路系统

对传统光干涉瓦斯传感器的光路系统进行了改进,简化了光路系统,并加入了光电转换部分,使其更适合智能检测仪表的设计要求,并从波动光学理论出发,进一步推导出干涉条纹光强变化与光程差的关系式,以及气体折射率与浓度的关系。最后通过仿真计算得到了干涉条纹,验证了气体浓度与其折射率的对应关系以及气体浓度改变与固定点处光强变化的关系。     

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。     

基于光谱吸收的煤矿瓦斯光纤传感气体的研究

针对煤矿井下环境中的瓦斯气体,根据瓦斯气体分子在一定的波段对光有吸收特性,使光谱具有了瓦斯的特性,通过对煤矿瓦斯气体吸收光谱的分析,提出了一种光纤传感瓦斯气体及其系统。该系统以分布反馈式LD作为光源,采用InGaAs PIN作为光电探测器,通过理论分析得到二次谐波信号与气体的浓度和初始光强有关,因此检测二次谐波信号就可以获得气体浓度信息。实验表明该系统具有很高的灵敏度,传感系统的灵敏度达到10×10-6,精确度和稳定性等性能均可满足煤矿瓦斯气体检测要求。     

远程光纤甲烷气体传感系统的噪声抑制方法

论述了远程光纤甲烷气体传感系统的可靠性设计方案，采用半导体激光器光源开关调制方式发送光信号，通过光缆下传到各个气体传感单元，气体传感单元的光信号再通过光缆上传，返回到控制中心，有效抑制了传感过程中的外界白噪声，保证光纤甲烷气体传感系统的可靠工作。     

微型红外瓦斯浓度传感器的设计

设计了一种基于微镜阵与非色散红外瓦斯气体传感原理的长光程微型红外瓦斯气体浓度传感结构,该结构在有限面积内形成可靠光路,并可通过光纤网络连接和复用技术形成准分布式检测网络。该传感器不受外界电磁干扰,不会产生传感头催化剂中毒现象,具有较高的可靠性和稳定性等优点,适合井下长期监测和应急救援极端环境使用。     

煤与瓦斯突出光纤传感预测技术

煤与瓦斯突出光纤传感监测技术,全光纤设计,利用光纤声发射传感器、光纤瓦斯传感器、光纤风速传感器、光纤温度传感器组成多参数监测系统,建立突出危险综合判据指标,在煤与瓦斯突出关键部位进行监测,具有传统技术不可比拟的优势。     

基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统设计

为改善管道甲烷气体浓度超标带来的安全隐患,设计基于LabVIEW的管道甲烷气体监测系统。使用下位机子系统的红外光电传感器采集管道甲烷气体信号数据,将STM8处理器处理后的信号利用网络通信模块传递到上位机子系统,其通过LabVIEW编写的串口程序,在完成串行初始化和数据接收的基础上,数据处理模块采用小波变换方法消除信号中的噪声;根据除噪后的信号,管道甲烷气体浓度检测模块运用谐波检测方法获取管道甲烷气体浓度信息,并保存至数据存储模块;用户使用数据显示模块可以查看保存的信息,以此实现管道甲烷气体监测。实验结果表明,该系统具有良好的红外光电传感器零点稳定性和甲烷气体信号去噪能力,各监测点的甲烷气体浓度检测绝对误差最大仅为1.45%。     

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。     

煤尘和湿度对红外瓦斯传感器的影响研究

 为了建立矿井内煤尘和湿度对红外传感器影响的模型,采用嵌入式处理器LPC2129和红外传瓦斯感器MH-440V设计了瓦斯浓度实时测量系统,系统主要由上位机和瓦斯浓度检测终端组成,检测终端通过对模拟环境中的瓦斯浓度进行采集后实时发送到上位机,上位机对数据信息进行接收、处理、分析、显示和存储。根据煤尘和湿度的特性,自建了模拟的煤尘和湿度实验系统,经过对红外瓦斯传感器进行了煤尘和湿度的影响实验,得出了煤尘对红外瓦斯传感器的影响呈线性的规律和湿度在一定时间内对红外瓦斯传感器的影响也呈线性规律的重要结论,成功建立了煤尘和湿度对红外传感器的实验模型。     

Metal Oxide Nanowires for Gas Sensor Applications

We report on the synthesis of SnO₂ and CuO nanowires and their application as gas sensing components. The fabrication of SnO₂ and CuO single nanowire devices by optical and electron beam lithography is described, and sensing performance to the toxic gas carbon monoxide is demonstrated. We briefly present the development of CMOS fabricated micro-hotplates as platforms for gas sensors and show our approach for nanowire implementation. Finally, we demonstrate a fully CMOS integrated CuO multi nanowire device and present our roadmap for a fully integrated multi-parameter smart sensor device which could be implemented as safety feature in smart phones.     

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CFD的矿用催化甲烷传感器气室设计优化

为了优化矿用催化甲烷传感器的响应速度,利用计算流体动力学(CFD)对传感器气室的内部流场与甲烷扩散特性进行数值模拟分析。通过改进出气口的设计,利用螺纹配合间隙进行排气,成功加快气室内部甲烷扩散,使传感器的响应时间降低30%以上。