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。     

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。     

新型瓦斯检测系统硬件设计

针对矿用瓦斯检测系统中使用传感器的特点以及工作环境,加入温度、湿度数据采集环节,在软件算法方面提高测量准确度。设计中主要采用高共模抑制比的差分放大电路、开关电容滤波器提高信号源的精确度,同时抑制电源噪声以提高系统抗干扰性。     

基于FBG多功能传感器监测矿井安全的研究

分析了基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器测量应力、温度、湿度、瓦斯体积分数的原理;提出了基于FBG的多功能传感器监测矿井安全的设计思想,探讨了基于FBG的多功能传感器监测矿井安全的前期理论。     

高精度矿用瓦斯突出预测仪设计

针对现有矿用瓦斯突出参数仪测量精度不高,压差分辨率低,操作复杂导致测定结果准确率下降等问题,设计了一种以测量瓦斯解析指标K1为主要功能的高精度矿用瓦斯突出预测仪。仪器以STM32F103ZET6为控制核心,利用高精度数字表压型传感器MEAS1220A测量瓦斯突出压力,利用24位精度的A/D转换器ADS1218把传感器输出的电压值转换成数字量并进行数字滤波,采用最小二乘拟合算法对传感器进行静态校准,极大的提高了测量精度。矿井下的实际测量表明仪器具有测量精度和压差分辨率高、性能稳定、易操作、功耗低、响应速度快、预测结果准确等特点。     

无线射频瓦斯传感器研究

针对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,文章提出了一种基于射频通信的无线瓦斯传感器解决方案,介绍了无线瓦斯传感器的工作原理,给出了无线瓦斯传感器的硬件与软件设计,研究了井下无线射频通信方案及其关键技术。现场试验表明,无线瓦斯传感器在井下环境的通讯距离可达160 m,弥补了定点瓦斯监测的不足,较好地克服了目前矿井瓦斯监测的各种"死区",提高了煤矿瓦斯监测能力。     

基于AVR单片机的煤矿传感器设计

在煤矿中传统使用的瓦斯传感器存在着测量精度低、稳定性差、无法自动预警等问题。文章介绍了一种AVR单片机的煤矿传感器的设计方案,在方案当中的传感器采用了多个瓦斯元件,并采用单片机作为控制核心,采用最小二乘数据融合算法,将多个瓦斯浓度的检测结果进行融合,实现了瓦斯检测反复测试和信息化处理功能,整个实验的结果表明,该瓦斯传感器具有测量精度高、反复测试良好、维护性能高等特点。     

恒温电桥测量瓦斯浓度控制模型与实现

基于热催化元件构成恒温测量电桥,通过温度自动控制实现在瓦斯催化反应过程中恒定热催化元件的测量温度,并达到瓦斯浓度的测量。建立相应的温度自动控制系统和瓦斯浓度测量的模型和实现方法。     

测量沼气的载体催化元件的应用及其局限性

测量0-5％甲烷浓度的现代化仪表都建立在催化氧化的基础上。本文探讨了瓦斯浓度传感器的一般特性,较详细介绍了一种普遍使用的瓦斯浓度传感器──载体催化元件。对携带式和连续测量的瓦斯测量器所用的几种载体催化型瓦斯浓度传感器的特性进行了比较,并得出了如下的结论:载体催化元件的主要优点是在连续工作中稳定性好。扼要介绍了使用载体催化元件所制的测量瓦斯的仪表。     

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。     

矿用高精度电子陶瓷温度传感器的研究

为适应井下特殊环境，研制一种线性ＰＴＣ电子陶瓷材料，并用它作温度敏感元件，制成了精度高、寿命长、无明火、可在井下恶劣环境中正常工作的温度传感器，研究了该传感器的静、动态特性，给出了探头包封时间的响应关系，提出ＰＴＣ电子陶瓷的阻温特性取决于晶粒半导化、晶界势垒、材料铁电─顺电相变等因素．     

基于W型的高精度超声波热量表的设计

热计量是供热改革的关键和重要手段，为了全面提高热量表的精确度，设计了一种以超低功耗芯片MSP430为CPU的超声波热量表。采用高精度时间计数器TDC-GP22芯片为综合处理芯片，接收和处理铂电阻传感器PT1000和超声波换能器的测量数据。在W型基表结构上，针对传统的时差法测量流量时，超声波传播速度受温度影响的复杂非线性变化，提出了一种基于增量式BP神经网络的温度补偿算法。在行业标准环境中测试表明:热量表精度高、功耗低、有良好的市场应用前景。     

测量高温气体流量的超声波流量计设计与研究

利用超声波检测流量原理,设计带有缓冲棒的超声换能器,利用换能器与气体间缓冲棒的散热作用,降低测量时换能器的工作温度,保护换能器不受到损害,保证超声波流量计的测量精度。     

选择与应用变频器应该注意的问题

变频器具有节能效果,对提高设备控制精度具有显著作用。对它的选择与应用应进行具体分析,应根据负载、环境选择变频器。针对使用中出现的发热、振动、干扰与谐波等问题提出处理意见。     

瓦斯爆炸火焰锋面参数测试技术实验研究

 为了探究煤矿瓦斯爆炸事故中瓦斯爆炸火焰锋面特征,在实验室模拟巷道的小型管道内进行瓦斯爆炸火焰传播实验。在管道内同一截面处,利用微细热电偶、离子探针、压力传感器及光电传感器同时测得了火焰锋面温度、离子电流强度、压力、光信号。对四种火焰锋面参数信号比较分析,结果表明：传播火焰阵面的火焰光信号、温度信号、离子电流信号稍快于压力信号,瓦斯浓度为10.17%的传播火焰在测点处火焰锋面最高温度值为1238.8℃,最高压力值为2.28atm,最高离子电流强度值为258nA;处理热电偶温度信号计算出的火焰锋面厚度为44.8cm和离子电流信号计算出的火焰锋面厚度为68.5cm,两者属于同一数量级。实验结论为进一步认识瓦斯爆炸火焰锋面在瓦斯爆炸事故中的作用和矿井防爆设备和预警设计提供一定的参考依据。     

非分光红外甲烷传感器的研制

矿用红外瓦斯传感器技术的难题是探测器输出信号微弱，光源电源波动、温度变化以及其它气体组分、水汽、灰尘等的干扰对测量精度会造成较大的影响.针对这些关键问题，讨论了数字化窄带滤波、双波长非分光测定技术等解决方案和相应的矿用传感器电路结构，提出了基于朗伯比尔定律的温度补偿方法.经试验测试，传感器的研制实现了预期的目标.测量精度优于±0.1%,响应时间小于20 s，其它技术指标和功能均符合矿用标准.     

DDG—1型多路智能流量积算控制仪

DDG—1型多路智能流量积算控制仪由MCS—51单片机构成。它可作为一般的多路积算仪,也可在温度、压力变送器配合下,对介质的温度与压力进行检测,并运用高精度的数学模型实现流量的自动补偿与积算。另外,它还具有自动诊断功能,当仪表出现故障时,就会通过声光报警。本文介绍其工作原理,自动补偿原理以及应用软件。     

振荡电感式油中铁磁性颗粒检测器的研制

利用电磁振荡回路中电感线圈对铁磁性物质的高灵敏作为传感器的原理，对传感器的性能特点及液压传油中铁磁性颗粒的收集规律进行了深入系统的研究和试验，研制出油中铁磁性颗粒检测器，能够准确定量测出液压油中铁磁性颗粒的含量，以此进行设备的故障诊断，与其它类型检测设备相比，具有灵敏，准确，线性度好，操作方便，可在线检测等优点。     

智能超声波测距传感器在测井仪中的应用

本文提出一种基于超声波发送接收测距模块、低功耗MSP430系列单片机控制模块和RS485通讯协议通信模块的整合智能超声波测距传感器,可与测井仪上位机通过通讯实现对传感器的控制。     

矿井风速传感器的设计

矿井风速的监测是保证矿井安全生产的重要因素,矿井的工作条件特殊,工作环境复杂,风速测量在矿井安全中是一项重要内容,介绍了采用负温度系数热敏电阻器为检测元件的风速传感器的测量原理,得出了风速与热敏电阻变化的关系,阐述了风速测量原理。