煤矿管道用氧气传感器改进设计

针对传统电化学式探头的煤矿管道用氧气传感器受温度和压力影响大、数值误差大、寿命短的问题,利用新型光学氧气探头,研制了一种新型煤矿管道用氧气传感器。该传感器以嵌入式微处理器为控制核心,利用RS485或频率和分站通讯。改进后的管道氧气传感器实时监测外部温度和压力变化,进行相应的补偿,传感器测量值准确度高,数据稳定性好,使用寿命长。     

多传感器煤自燃探测系统研究

在煤自然氧化过程中不同阶段会产生不同浓度的成分气体,据此设计并实现了多传感器测量系统,选用红外二氧化碳传感器、电化学式一氧化碳传感器、原电池式氧气传感器、红外瓦斯传感器和数字式温湿度传感器作为测量元器件。根据行业标准设计了各传感器的测量电路,保证传感器数据的可靠性;系统采取模块化设计思路,方便后期的升级和扩展;测试结果表明系统满足煤炭相关行业标准要求。该系统对于定量研究煤的自燃,以及煤自燃的预测都有一定的实践价值。     

一种具有温度和压力补偿的高精度矿用氧气传感器的研制

《煤矿安全规程》要求安全监控系统能实现对井下氧气浓度进行实时检测。结合现有氧气浓度检测技术,提出一种采用电化学原理的矿用氧气传感器的设计方法,阐述了传感器的工作原理,介绍了温度和压力补偿等关键技术,并对传感器检测精度、响应时间、温度影响和压力影响进行试验测试。测试结果表明,氧气传感器受环境影响小、测量精度高、响应速度快、运行稳定可靠,可实时监测煤矿井下氧气浓度。     

红外瓦斯传感器零点校正及温度补偿分析

针对红外瓦斯传感器探头经常受温度变化而影响测量的结果,设计采用了"交互式"的计算方法。在软件程序中实现对传感器的零点校正和温度补偿,使之提高瓦斯浓度检测精度,提高工作环境安全性。实验结果表明,测量准确性大大提高。     

基于光纤传感器的采空区煤炭自燃监测预警系统设计

分析煤炭自燃与煤炭温度和氧气浓度的关系,依据氧气浓度对采空区自燃“三带”进行划分,并完成光纤传感器的布设。将煤炭自燃监测系统的整体结构进行设计,通过工业环网完成数据传输,为保证温度精度对光纤测温系统进行标定,采用实验验证温度精度在1℃以内。通过对比光纤传感器的测量结果与O₂体积分数的测量结果,验证基于光纤传感器的煤炭自燃监测预警系统的结果是可靠的。     

基于改进BP神经网络的矿井CO检测方法的研究

采用催化传感器和电化学式气体传感器配合使用的传感器阵列。为了解决2种传感器对矿井CO和CH4气体的交叉敏感问题,提出了一种基于改进BP神经网络的矿井CO检测方法。通过MATLAB仿真可以看出,基于神经网络的传感器阵列方法可以明显提高CO检测精度。实际输出值和期望输出的绝对误差平均值为3.43 ppm,相对误差平均值为1.43%。     

基于网络平台的矿用便携式氧气浓度检测仪

介绍了一种基于MSP430微处理器的便携式氧气报警检测仪的设计与实现。电化学反应式氧气传感器首先将氧气浓度信号转变成电流信号,经调理放大后传送至单片机MSP430,经MSP430内部的A/D转换后,进行串口输出和现场LED显示。采用嵌入式串/网口转换器将异步串行485通信信号转换成网络信号,通过局域网或互联网进行有线网络传输,以达到远程监测目的。本系统主要用于检测空气中的氧气浓度,并将检测数据进行本地和远程两种显示,同时还可对测量最大限远程设定,超限现场声音报警。通过管理软件实现历史数据的显示与检测。仪器测量电路具有通用性,配合不同气敏元件适当调节参数就可实现对多种气体的测量。     

基于AVR单片机的瓦斯浓度检测仪的设计

给出了基于AVR单片机AT90S8535瓦斯浓度检测仪的设计方案。该系统由瓦斯敏感探头和CH217芯片来对矿井内的瓦斯浓度进行测量,单片机根据传感器电路的报警输出信号及反馈电压值,控制语音芯片间隔固定时段对瓦斯浓度进行通报,发生险情及时报警,LED数码管显示作为辅助模块,动态显示瓦斯浓度。此外,当单片机所采集的瓦斯浓度达到设定数据量时,通过RS-485总线传送给上位机进行综合分析。     

多用途矿井钻孔轨迹测量装置的研制

针对煤矿井下常规钻机回转钻进轨迹测量装备的现状,研制了一种多用途钻孔轨迹测量装置。该仪器主要由多用途轨迹测量探头和防爆手机组成,探头采用三轴磁阻传感器HMC2003和2个双轴加速度传感器SCA100T组成传感器采集单元,采集的数据经过A/D转化并经微处理器MSC1210进行处理和计算后得出当前位置的姿态参数,并通过蓝牙以无线传输的方式输出;防爆手机APP接收探头传输的姿态参数,经过计算以数字和图形的方式显示钻孔的轨迹偏差。应用结果表明,该装置适用于随钻存储式测量、钻机或人工输送式测量多种测量方式,携带方便、测量施工效率高,能满足矿井现场的生产需求。     

磨机静压轴承油膜控制系统的设计与研究

中信重工机械股份有限公司开发了电涡流式油膜测厚仪,能够测量主轴和轴瓦的间隙,实现油膜的在线检测。本文重点论述了该油膜测厚仪控制系统的设计、厚度测量及其保护功能的实现,通过对传感器输出信号线性优化和油膜温度的PID调节,改善了测量精度,可保持油温恒定,提高了油膜测厚仪的准确性和可靠性。     

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.     

无线激光甲烷传感器的设计研究

在对激光甲烷传感器工作原理分析基础上,提出了一种可以自动进行温度、压力补偿的无线激光甲烷传感器,并详细介绍了传感器的设计方案,具体包括总体设计方案、激光瓦斯探头设计、温度补偿、压力补偿、无线网络通信设计等内容,并进行了传感器性能试验。结果表明,设计的传感器具有传输效率高、性能稳定、响应速度快,可以实时对井下瓦斯浓度进行监测,满足矿井瓦斯监控需要。     

非线性补偿在瓦斯自动探测仪中的应用

针对传感器易受温度影响表现出非线性而造成测量精度低的问题,采用催化燃烧式瓦斯气体传感器MC116和温度传感器DS18B20设计了瓦斯自动探测仪,利用处理器ATmega128L作为控制核心,在数据处理阶段加入了非线性补偿,大大提高了测量精度。周围环境中的瓦斯浓度和温度等信息会实时显示在液晶屏1602上,并备份到存储器K9F5608中,一旦瓦斯浓度超标就发出声光报警,提醒工作人员及时撤离,避免矿难事故发生。     

矿井火灾预测和矿井沼气监测的新仪器和新方法

本文概括地叙述了德意志联邦共和国用于煤矿工业分析火焰气及测量甲烷、一氧化碳、氧气和二氧化氮浓度的新的本质安全型仪器。近来,在气体检测仪表中,除采用催化燃烧原理测量甲烷的传感器件外,以电化学电池原理工作的传感器件的应用也日趋广泛。以红外吸收原理工作的分析仪器在测量甲烷、一氧化碳及二氧化碳方面已能提供携带式和固定式两种产品,以金属氧化物作为传感器件制作一氧化碳检测仪可提高仪器测量的灵敏度。     

基于自校正传感器的煤矿瓦斯浓度监测系统

在充分研究瓦斯浓度对于煤炭安全事故发生的影响以及瓦斯传感器的原理之后,利用自校正技术提高瓦斯传感器测量数据的准确率,建立了基于自校正传感器的瓦斯浓度监测系统。利用本系统对给定的瓦斯浓度进行了测量,测量误差较小,满足设计要求,通过对比可知,自校正瓦斯传感器比瓦斯传感器测得的数据的误差更小。     

煤矿微型无线多参数传感器的研究与设计

针对现有煤矿安全监测系统中所使用的传感器大多为单参数有线传感器这一现状,设计了一种基于ZigBee技术的矿用微型无线多参数传感器,详细介绍了该传感器的电源模块、主控模块、数据采集模块和无线传输模块硬件电路设计,对软件程序开发也进行了阐述。该传感器集成检测井下温度、湿度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度和氧气浓度,具有无线传输、自组网、体积小、功耗低和成本低的特点,可以有效弥补现有煤矿监测技术中传感器体积大、耗能高、安装复杂和不灵活的缺点。     

气腔式钻井液密度传感器的探讨

气腔式钻井液密度传感器通过底部2个气腔探头将钻井液的压力通过气腔内气体由毛细导管传导至上部中央处理器上的气体压力传感器,实现对钻井液密度的非接触式测量,彻底避免了由于钻井液液面较低传统传感器不能测量带来的影响。探头整流罩采用耐腐蚀特性高材料特氟龙制成,方便清洗和更换。     

连续式加热炉燃烧系统残氧量控制系统研究

研究连续式加热炉燃烧系统残氧量控制系统,解决连续式加热炉燃烧耗能高、控制性差的难题。系统残氧量测量部分利用热电偶电路收集温度信息,采用氧化锆传感器获取氧浓度模拟量信号,两者经放大及低通滤波处理后,传输至单片机完成运算和人机交互的任务,并利用主控制器ARM操控炉温,间接调控氧化锆传感器的运行,实现残氧测量;系统残氧量控制部分将加热炉温度误差值和温差变化率作为模糊神经网络控制器输入,将燃气量作为模糊控制器输出,反馈到PID控制器利用燃气阀调节燃气量,实现连续式加热炉燃烧系统残氧量控制。实验结果显示:应用该系统的连续式加热炉,能耗节约率平均为3.16%,平均残氧量下降超过1.7%,生产材料氧化烧损平均降低率达到0.11%,证实该系统的残氧量控制效果好,生产成本低。     

五虎山煤矿010905工作面采空区注液态CO2防灭火效果研究

为了研究五虎山煤矿010905工作面上覆采空区氧化带区域注液态二氧化碳的实际防灭火效果,在工作面后部采空区合适位置设计地表钻孔,对采空区氧化带区域实施地表直注液态二氧化碳措施,液态二氧化碳大量气化后,温度、氧气浓度、有害气体得到了有效控制,保证了工作面安全开采。地表钻孔直注液态二氧化碳后,利用联巷密闭内预设束管和传感器进行观测。结果表明:试验区域温度、氧浓度呈直线下降趋势,CO2气体浓度呈先急剧升高后不断降低趋势,治理效果明显。     

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。