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.     

矿井多组分气体浓度检测技术研究

矿井瓦斯气体成分复杂,危害较大.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,对矿井瓦斯气体进行浓度检测,便于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.     

基于非分散红外(NDIR)原理的煤矿CH_4检测仪设计

非分散红外(NDIR)气体检测技术作为一种先进的气体分析技术逐渐发展起来。因其具有响应时间快、检测精度高、寿命长、性能稳定、检测范围宽和不受检测环境内其他气体干扰等特点,而被广泛应用于煤矿安全监控领域当中。对基于非分散红外(NDIR)原理的煤矿CH4检测仪设计进行分析,从非分散红外检测的理论基础、硬件结构、监测仪软件设计、试验和结果方面做出系统的论述。     

双光源双探测器红外气体检测技术的研究

本文通过对双光源双探测器红外气体检测技术的研究,消除了光源不稳定性、探测器不匹配等产生的测量误差,从而解决了红外气体传感器产品的连续、长时间工作的稳定性和可靠性问题。     

矿用标准气体自动配比系统

阐述了一套矿用标准气体自动配比系统,系统是基于PC机与C8051F020单片机,采用自动控制配气技术,利用质量流量控制器控制气体流量,同时运用红外气体检测模块对浓度进行实时检测,配制所需浓度的标准气体。     

基于新的分区理论便携式爆炸性气体测试仪的研制

基于新的爆炸三角形分区理论,为准确地确定封闭气体爆炸危险性所处区域,采用DSP处理技术,用红外传感器测CH4气体浓度,研制出爆炸性气体测试仪,实现了低氧条件下甲烷浓度检测和工业安全防爆检测,对于火区封闭和启封有重要的指导意义。     

基于光谱吸收的气体检测技术在煤矿中的应用

根据气体检测技术的发展现状,主要对气体光谱吸收技术进行了介绍。光谱吸收技术遵循比尔—朗伯定律,按照特征吸收峰波长划分,该技术可分为非色散红外光谱吸收技术和半导体激光光谱吸收技术。阐述了这两种检测技术的系统组成及原理,并分析了其在煤矿应用中的优缺点。     

新型矿用瓦斯传感器的研制

研发的该传感器采用了脉冲检测技术、红外遥控技术、记忆电路等，可实现瓦斯气体的脉冲检测，非接触的参数设定、参数记忆，声光报警等功能。     

基于手持红外瓦斯检测的APP服务研究

为了解决煤矿井下瓦斯浓度检测过程中的方便快捷性、实时动态性、预测准确性等问题,采用了将便携式红外瓦斯气体检测仪与蓝牙通信、APP应用结合的思路,提出了一种新型的瓦斯浓度检测服务系统。与现有技术相比,突出的实质性技术特点是在瓦斯气体检测仪上加载了蓝牙传输协议,与移动设备对接,同时在移动终端对检测数据进行分析和处理,通过二次拟合调制出气体曲线,预测周边环境瓦斯气体浓度。结果表明,本系统将瓦斯气体浓度的检测扩展到Android平台,随时随地进行便携检测并在客户端操控检测数据作出预测,具有一定的实用价值。     

JSG4井下型火灾束管监测系统的开发

目前煤矿井下气体检测方法存在许多不足,满足不了煤矿对煤自燃标志性气体的连续监测分析等。 通过运用红外检测技术进行JSG4井下型火灾束管监测系统的开发,使其可以在井下对采样气体进行分析,并将分析数据通过光纤上传到地面中心站,使用地面中心站综合管理软件对监测点采样气体进行分析预警,为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供服务。     

JSG4井下型火灾束管监测系统的开发

目前煤矿井下气体检测方法存在许多不足,满足不了煤矿对煤自燃标志性气体的连续监测分析等。通过运用红外检测技术进行JSG4井下型火灾束管监测系统的开发,使其可以在井下对采样气体进行分析,并将分析数据通过光纤上传到地面中心站,使用地面中心站综合管理软件对监测点采样气体进行分析预警,为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供服务。     

甲烷气体检测技术及其在煤矿中的应用

瓦斯灾害是制约煤矿安全生产的主要灾害之一,而甲烷是瓦斯的主要成分,因此对甲烷浓度的准确检测对有效预防预警瓦斯灾害意义重大。基于甲烷物理化学性质的差异性特征概述了催化燃烧法、热导法、光干涉法、非分散红外光谱法和可调谐半导体激光光谱法的甲烷检测原理,探讨了不同原理的甲烷检测技术发展现状。在煤矿环境对甲烷检测技术的影响分析基础上,通过煤矿井下技术应用对比研究得出:催化燃烧法利用甲烷可燃性特征,适用于检测体积分数4%以下的甲烷,不适用于氧气浓度过低、甲烷浓度过高或存在含硫气体的井下环境;热导法利用含不同浓度甲烷的空气热导率的不同特征,适用于检测体积分数4%以上的甲烷,不适用于甲烷浓度低、二氧化碳浓度过高等井下环境;光干涉法利用含不同浓度甲烷的空气折射率的不同特征,适用于井下绝大部分环境,但不适用于二氧化碳浓度过高的井下环境;红外光谱法利用甲烷的气体选择性吸收的特征,适用于绝大部分井下环境,其中非分散红外光谱法受水蒸气、烷烃气体干扰,需进行算法优化以减小误差,而可调谐半导体激光光谱受其他气体干扰影响较小,但两者皆需采用补偿算法来减少受温湿度影响引起的误差。最后,对不同原理的甲烷检测方法进行了技术适用性综合对比分析,以期对煤矿甲烷检测技术的应用提供借鉴指导意义。     

基于非分散红外_NDIR_原理的便携式瓦斯检测仪

对一种新型红外气体传感器的设计进行了介绍,这种传感器的设计特点在于它通过NDIR红外气体分析仪进行电调制红外光源监测,从而实现有效的瓦斯浓度实时检测,并能液晶显示与浓度报警,可以用于煤矿井下作业安全监测辅助工具。     

基于支持向量机的煤矿极性气体光谱定量分析

目前煤矿井下极性气体定量分析和检测方法存在的问题,初步建立了基于支持向量机算法的极性气体定量分析校正模型;利用傅里叶变换红外光谱法对CH4、CO2、SF6等10种煤矿井下极性气体进行扫描,得出共310组检验样本数据,通过光谱数据预处理和SVM校正模型的训练与检验,实现了SVM校正模型,使模型预测精度基本达到煤矿气体的检测要求。经过模型验证,除C3H8、n C4H10正丁烷和CO2的准确度较低外,其他样本测试浓度和实际浓度偏差均不超过该组分满量程的10%,通过对理论值与测量值对比,分析结果满足现场实际需求,初步实现了利用红外光谱技术对煤矿井下极性气体的定量分析,在建模速度和模型预测精度等方面均取得了较好的效果,达到了快速检测分析井下灾害极性气体浓度的目的。     

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%。     

瓦斯传感器检测方法研究

针对气体光纤传感器的检测原理,研究了一种全新的结合两种检测原理的瓦斯气体传感器系统。根据红外光谱吸收的方法,采用LED光源,将双波长差分检测结构与谐波检测原理结合起来。经实验表明,可提高系统的可靠性,降低系统误差。     

煤矿灾害气体的傅里叶变换红外光谱定量方法

为提高煤矿灾害气体红外光谱定量分析的准确性,利用傅里叶变换红外光谱分析仪,对煤矿灾害气体的傅里叶变换红外光谱定量分析方法进行了研究,建立了针对煤矿灾害气体的傅里叶变化红外光谱定量计算模型与定量校正模型,利用支持向量机理论对煤矿灾害气体中烷烃类气体的图谱交叠问题进行了改进,在一定程度上初步满足了煤矿灾害气体定量检测的需求。结果表明:CH_4、i-C_4H_(10)、C_2H_4、C_3H_6、C_2H_2与CO定量分析结果的准确性相对较高,绝对偏差也较小;C_2H_6、C_3H_8、n-C_4H_(10)与CO_2定量分析结果的准确性相对较低,但其绝对偏差较小,因此以上10种煤矿灾害气体均可利用傅里叶变换红外光谱定量方法进行定量分析。     

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。     

高精度煤矿瓦斯红外监测系统

基于朗伯-比尔吸收定律,采用MEMS技术和集成化技术,设计了双通道补偿原理的MEMS红外瓦斯探测器。对红外瓦斯气体探测器的原理、红外探测的气室光路结构、系统的软硬件设计等作了详细的叙述。     

双差分法检测瓦斯含量新技术的实验研究

针对煤矿井下环境复杂,难以提取瓦斯（甲烷）气体的微弱信号问题,根据红外光谱吸收原理,提出一种新的双差分瓦斯检测技术。它采用双光路双波长方法,先后两次射入不同波长的单色光,通过两次差分经过探测器得到光生电压。然后经AD7794芯片实现两路光信号相除得到输出,最后对不同浓度的甲烷气体通过不同长度的新型Ring-down腔气室进行测量得到其浓度反演式。实验结果表明,采用双差分检测技术,有效地提取了瓦斯气体微弱信号,解决了光路扰动问题,具有较高的精度和准确度,其误差为1%。