基于zigbee的煤矿安全监测及人员定位系统

针对煤矿复杂的工作环境及安全生产的要求,研究了一种基于zigbee技术的无线传感网络与光纤通信网相结合的煤矿安全监测及人员定位系统。系统实现了井上人员实时监测井下区域的瓦斯浓度,并实时跟踪定位井下人员,方便工作人员有效地管理矿井的安全工作。文章介绍了zigbee技术的特点,提出了无线传感网络系统分层运作的机制,分析了井下人员定位功能的实现方法、环境参数采集及传输的过程,并对系统的软件设计流程进行了全面介绍。     

基于光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术

提出了一种基于瓦斯特征光谱吸收特性和二次谐波检测原理的煤矿瓦斯监测方法,从理论上论证了该方法的可行性,并进行了实验验证，以分布反馈（DFB）激光器做光源,使用正弦信号对激光器输出的激光频率进行调制,激光通过瓦斯密闭气室后,由光电探测器探测,对所得到的信号使用二次谐波技术处理后,得到密闭气室中的瓦斯浓度,结果与实际浓度吻合，最后对影响实验检测分辨率的因素进行了分析，结果表明：该技术实现了完全非接触在线自动检测,能够满足煤矿瓦斯安全检测的要求。     

利用机械鼠标实现高精度位置检测

介绍一种利用机械鼠标内部的光电检测部分实现信号采集、利用单片机实现信号处理的位置检测系统,其精度可达到0.1mm×0.1mm;并给出了其电路原理图和软件流程.     

红外瓦斯传感器微弱信号处理电路设计

为提高红外瓦斯传感器的检测灵敏度和系统信噪比,基于微弱信号检测原理,采用单光路双波长的实验方案,设计了以差动放大电路为核心的微弱信号数据处理电路,提高了系统的检测灵敏度,电路结构简单、实用、可靠。在实验室条件下,对该系统进行了瓦斯浓度的性能测试,并对实验数据进行了数据拟合处理,给出了瓦斯浓度与电压的关系式。试验结果表明,该电路能够有效地提取瓦斯浓度变化量信息,满足系统要求的0.5%检测灵敏度。     

本刊对来稿中统计学符号书写要求

利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1 650.96 nm,基于气体红外特征光谱吸收原理,设计了一套多点实时监测甲烷气体浓度的光纤传感器网络,并建立了谐波检测的数学模型.该系统以1 650 nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,采用锁定放大器SR830对微弱电信号进行处理.实验表明,系统中单个传感器的分辨率可达200×10-6,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,单个传感器的响应时间小于2 s.通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20 km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测.     

偏振编码型光纤天线激光告警机的设计

为丁在激光告警中实现全方位角度探测,并且在一定探测精度的前提下尽量使结构简单、稳定,提出了基于偏振编码的光纤天线的测量方法.该方法是通过在不同方向上放置不同起偏角的偏振片编码,再将各个方向的光纤耦合成一束,经准直透镜组射入解偏光路中,通过判断电路分析得到激光入射方向.在计算及仿真了经偏振片后激光能量的衰减,求解电路能检测到最弱激光的幅值与偏振衰减最大时激光引起的响应电流的幅值的关系,得到在激光角分辨率为30°时满足探测要求.实验显示,在初始激光功率在20～150 mW的条件下,每20°划分的偏振角度中设定最小识别电压为20 mV时,满足全方位激光方向探测的要求.     

光谱识别与相干识别激光告警接收机评述

激光告警接收机是光电对抗的重要组成部分,在现代战争中起着重要的作用.论文以掌握的激光告警接收机的相关文献为基础,结合作者的研究情况,阐述了激光告警接收机的发展现状,重点论述了相干探测激光告警接收机的原理和性能比较,并指出了激光告警接收机的发展方向.     

基于光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术

提出了一种基于瓦斯特征光谱吸收特性和二次谐波检测原理的煤矿瓦斯监测方法,从理论上论证了该方法的可行性,并进行了实验验证.以分布反馈(DFB)激光器做光源,使用正弦信号对激光器输出的激光频率进行调制,激光通过瓦斯密闭气室后,由光电探测器探测,对所得到的信号使用二次谐波技术处理后,得到密闭气室中的瓦斯浓度,结果与实际浓度吻合.最后对影响实验检测分辨率的因素进行了分析.结果表明:该技术实现了完全非接触在线自动检测,能够满足煤矿瓦斯安全检测的要求.     

非分散红外二氧化硫浓度测试系统设计

烟道排放的二氧化硫气体对人体健康和生态环境等有着严重的危害性,因此实时检测二氧化硫气体的产生和浓度具有重要的意义.基于红外吸收检测原理,采用双波长单光路结构,设计了集光源、气室、探测器为一体的浓度测试探头,利用差分放大电路和锁相放大电路实现二氧化硫气体的浓度测量.在实验室条件下,对二氧化硫气体进行了实时连续检测,并对实验结果进行了分析和探讨.实验结果表明,该系统测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可实现二氧化硫气体的实时在线检测.     

基于正弦透射光栅的激光告警接收机研究

在光电对抗中,高速、可靠地获取敌方来袭激光的参数是实施有效对抗的关键。提出了基于正弦振幅透射光栅衍射原理的窄脉冲激光波长和入射方向的测试方法,并设计了激光告警接收机原理样机,该样机由光栅、平凸柱面镜、ATMEL公司的驱动频率为50MHz的线阵CCD探测器、高速数字信号处理器TMS320V C5509和液晶显示电路构成。结果表明,该样机可达到如下技术指标:波长范围为500～1100nm、波长分辨率≤10nm、视场范围为22.5°、角度分辨率≤1°、反应时间<0.1s、灵敏度<10mW/cm2。