基于光谱吸收原理的光纤甲烷传感器

提出一种基于红外吸收原理光纤甲烷传感器的检测方法,利用差分吸收法消除光源不稳定及光电器件的热零点漂移、零点漂移对测量准确度的影响。实验结果表明系统性能较为稳定,灵敏度较高,测量范围宽,重复性较好,适用于煤矿井下瓦斯检测。     

激光甲烷气体传感器信号处理方法研究

甲烷气体浓度是煤矿安全生产的重要参数指标,精确检测甲烷浓度是保障煤矿安全生产的关键。设计了一套甲烷检测系统,采用DFB激光器作为光源,结合差分检测和谐波检测法对系统测量误差进行补偿。并提出一种新的气体浓度信号处理方法,以提高系统检测的稳定性。实验结果表明,当甲烷气体体积分数检测范围为0～5%时,检测的相对误差小于2%。     

基于近红外光谱差分吸收法的甲烷激光式检测系统研究

甲烷是导致煤矿爆炸事故的主因,取决于甲烷在空气中的爆炸极限。甲烷气体的浓度直接影响矿井作业的安全,这里提出一种新型的甲烷激光式检测系统,利用近红外光谱差分吸收技术,结合最小二乘拟合方法求出气体浓度。较传统的催化燃烧检测方式,提高了系统精确度、灵敏度、抗交叉干扰能力,能够实时在线检测甲烷气体浓度。将该系统应用于煤矿束管监测系统中,将有助于矿井安全作业,有广泛的工业应用前景。     

基于压力补偿的煤矿用激光甲烷传感器

提出了基于最小二乘法曲线拟合压力补偿算法模型,主要解决煤矿复杂环境下,激光甲烷传感器测量准确性受管道压力的影响误差较大的问题,通过最小二乘法对其测量结果进行修正及补偿,最大程度的消除压力对激光甲烷传感器在气体浓度测量过程中产生的误差,提高传感器系统运行的稳定性。     

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。     

基于TDLAS的激光甲烷遥测技术

可调谐半导体激光光谱吸收检测技术(TDLAS)与遥测技术相结合作为一种新型的检测手段,将会克服目前煤矿灾害气体检测过程中存在的很多问题,特别是对采空区、工作面上隅角等甲烷气体易聚集而现有设备无法检测的区域。该技术将会大幅的提高煤矿检测水平,使煤矿安全监测问题得到进一步的完善。     

光谱吸收式甲烷气体浓度检测理论与方法

基于甲烷气体的近红外吸收光谱,研究了光谱吸收式甲烷气体浓度检测方法。通过光源调制实现气体浓度的谐波检测,利用二次谐波与一次谐波的比值来消除由光源的不稳定和变化所引起的检测误差,并建立了谐波检测的数学模型,给出了甲烷气体谐波检测方案。     

基于可调谐激光检测技术的甲烷传感器

利用甲烷气体在1 653 nm附近的近红外吸收光谱,采用谐波检测的方法提出一种激光式甲烷传感器的设计理念,满足对传感器"高可靠性、高精度、高灵敏度"的需求。     

基于TDLAS技术的矿用激光甲烷变送器设计

激光甲烷传感器采用高选择性、高分辨率的光谱技术,既适用于粉尘、潮湿等恶劣环境,又具有功耗低、灵敏度高、响应速度快、对环境要求低、长期免标校的优点,为此设计了一种基于TDLAS(可调谐半导体激光光谱)谐波检测技术的激光甲烷变送器。详细介绍了TDLAS的技术原理,并给出设计方案。该设计通过实验数据分析,验证了方案设计的可行性。     

矿用激光光谱多参数灾害气体分析检测装置

基于可调谐半导体激光光谱吸收检测技术而设计的矿用激光光谱多参数灾害气体分析检测装置具有高精度、高灵敏度、宽量程、低误差等特点,可以克服水蒸气、粉尘、背景气体等因素的干扰,正在煤矿安全领域进行大面积的推广,不但可以提高煤矿安全管理水平,并且为煤矿高效高产提供有力的保障。     

基于光谱吸收煤矿瓦斯检测技术的研究

针对目前煤矿井下瓦斯浓度检测技术存在的不足,在红外光谱差分吸收检测模型的基础上设计了单波长双光路的瓦斯浓度检测仪。在实验室环境下测量不同瓦斯浓度下检测仪输出的电压值,得到二者之间的拟合曲线,对测量结果的分析可以看出该系统的测量误差<2.5%,甲烷浓度检测能力较宽,满足煤矿瓦斯浓度检测的要求。     

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。     

基于气体特征光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术

基于瓦斯的光谱吸收特性,采用分布反馈式半导体(DFB)激光器和性能良好的气体吸收室,利用数字锁相放大器SR830,对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量,并用LabVIEW软件分析数据.通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0～5%范围内与一、二次谐波比值有较好的线性关系,证实了二次谐波检测理论的优越性.     

基于气体特征光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术

基于瓦斯的光谱吸收特性,采用分布反馈式半导体（DFB）激光器和性能良好的气体吸收室,利用数字锁相放大器SR830,对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量,并用LabVIEW软件分析数据.通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0~5％范围内与一、二次谐波比值有较好的线性关系,证实了二次谐波检测理论的优越性.     

基于特征吸收光谱的甲烷气体浓度静态检测方法研究

根据甲烷气体的吸收光谱设计了井下甲烷实时检测系统。在分析甲烷气体对应的特征光谱吸收波长的基础上,采用静态傅里叶变换干涉具和线阵CCD探测器,在对干涉条纹进行傅里叶变换后得到光谱信息,从而求出各波长上的光强衰减量。通过仿真实验,计算了瓦斯浓度关于光源光强、出射光强的函数关系,选择了10mW的激光器。根据比尔-朗伯定理及浓度程长积公式,给出了甲烷浓度的表达式,检测系统的最小探测浓度为0.02%,可满足井下甲烷浓度0%～5%的范围及0.10%的精度要求。实验证明,采用傅里叶变换光谱分析法求解甲烷浓度可达到井下实时监测的要求。     

基于红外光谱吸收法的煤层气录井系统

检测钻井液中甲烷浓度是一项重要的煤层气录井工作,对现场卡准煤层位置、判断煤层厚度和评价煤层含气性及储集性能至关重要。在录井行业,检测甲烷的方法有FID氢火焰离子检测法和红外光谱吸收法,采用红外光谱吸收法的系统因整体结构简单、无需其它辅助设备等优势被广泛关注,比较适合于煤层气录井。本文阐述了煤层气录井中,使用红外光谱吸收法检测甲烷的硬件和软件,最后以现场应用效果说明了系统的实用性。     

基于三椭球体吸收腔红外甲烷传感器的研究

基于红外气体检测原理,提出了一种三椭球体结构的镀金气室,包括3个椭圆曲面相交形成的反射式光路。利用光学软件Lighttools得到气室光路模拟和探测器接收面光照度的光栅图,并基于两图对气室结构进行优化。在信号处理电路中采用斩波放大滤波电路(CAFC)对热释电探测器输出的电压信号进行处理。经过理论计算,传感器可以达到10-6级别的检测限。该便携式传感器技术可以广泛用于煤矿瓦斯气体、天然气泄露等的检测。