催化元件变流检测矿井瓦斯

基于催化元件检测瓦斯的基本工作原理,提出了一种新的矿井瓦斯检测方法———变流检测法,设计出了相应的检测电路。通过性能试验得出,该检测系统具有检测范围大、稳定性好、响应速度快、抗激活和传感元件使用寿命长等显著优点。     

基于AVR单片机的矿用智能瓦斯传感器的设计

针对传统的瓦斯传感器测量精度低、稳定性差、缺乏智能性等问题,介绍了一种智能瓦斯传感器的设计方案。该传感器采用多个瓦斯气敏元件,以ATmega128单片机为控制核心,并采用最小二乘数据融合算法,将多个瓦斯浓度检测结果进行融合,实现了瓦斯检测和信息处理功能。实验结果表明,该智能瓦斯传感器具有测量精度高、校准周期长、可维护性好等特点,克服了传统的瓦斯传感器存在的问题。     

红外瓦斯传感器在跃进煤矿的应用

介绍了GJG10H型红外瓦斯传感器的检测原理、结构组成及其调校方法。实际应用结果表明,该红外瓦斯传感器可检测0%～10%的瓦斯气体,测量精度较高,且具有良好的稳定性,但响应速度需进一步提高。     

恒温瓦斯检测模型动态分析及控制

恒温检测是通过控制检测元件中的电流达到控制元件工作温度的目的.检测电流会随着温度的波动而波动,普通恒温检测电路通过闭环控制需要经过很长时间才能达到稳定.为解决长时间振荡问题,在恒温瓦斯检测原理及载体催化元件性能分析的基础上,建立了恒温瓦斯检测的数学模型并设计出一种PID控制器.其控制效果明显好于闭环控制.仿真及实验结果表明,带PID控制器的恒温瓦斯检测系统只需3 s便能检测出瓦斯浓度,其稳定性和快速性明显优于一般恒温瓦斯检测系统.     

瓦斯遥测关键技术现状与发展方向

介绍了基于可调谐半导体激光吸收光谱的瓦斯遥测关键技术——可调谐半导体激光技术、信号降噪技术、痕量气体检测技术的应用现状,指出了瓦斯遥测关键技术中存在可调谐半导体激光器性能不稳定、瓦斯遥测距离短、信号降噪效果较差、痕量气体检测误差大等问题,提出了研发高性能可调谐半导体激光器、研究非线性和非稳定性信号降噪算法、设计适用于井下的数字锁相放大器是瓦斯遥测关键技术的发展方向。     

ZigBee无线传感器网络在瓦斯监测系统中的应用

为了提高矿井下瓦斯检测系统的安全性和稳定性,采用了基于ZigBee的无线通信技术和基于DEEH算法的无线传感器网络,以CC2430为传感器节点,设计了瓦斯浓度监测系统。实验结果表明,该系统完全符合瓦斯浓度监测的要求,可以有效地减少事故的发生,降低人员的伤亡.     

基于无线传感网络瓦斯传感器调校技术研究

设计基于无线传感网络技术的瓦斯传感器调校系统,采用JENIC5139模块架构无线瓦斯传感器节点,实现瓦斯检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校及参数动态设定;基于无线传感网络的瓦斯传感器节点克服目前瓦斯传感器稳定性差、调校费时费力的缺点,将传统7天升并调效一次传感器的周期延长到2个月,显著提高煤矿企业生产效率;井上控制中心通过无线网络不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态.还可实现瓦斯传感器的动态调零和非线性动态修正,显著改善煤矿企业安全生产水平.     

催化元件配对工艺及瓦斯检测方法优化

通过研究热催化瓦斯传感器催化传感元件的动态配对工艺,增强了传感元件和补偿元件的一致性,抑制了零点漂移。采用新的检测方法,改善了传感器的工作状态,提高了传感器的灵敏度和稳定性。传感器灵敏度自动调校的研究有利于瓦斯监测系统自动化与可靠性的提高。     

热燃烧式瓦斯传感器催化剂失活机理研究

热燃烧式催化瓦斯传感器是煤矿矿井瓦斯监控系统的核心部件,用于检测瓦斯体积分数,实现风电闭锁功能。由于矿井环境条件恶劣,常常使瓦斯传感器表现出稳定性能差,校准期短等缺点,一直是困扰热燃烧式催化瓦斯传感器应用的难题。通过研究热燃烧式催化瓦斯传感器的失活模式及响应分析,重点探讨了铂催化剂失活的3种机理:烧结、结焦、中毒,建立了催化剂失活速率方程,提出了添加Pt-Pd复合催化剂的方法来改善催化剂失活,改进后,传感器的稳定性得到了明显提高。     

基于FPGA的煤矿井下瓦斯监测系统的设计

针对目前一般的瓦斯监测系统存在测量精度低、稳定性及实时性差,而测量精度高、稳定性及实时性强的瓦斯监测系统的开发和维护费用又较高的问题,提出了一种基于FPGA的煤矿井下瓦斯监测系统的设计方案;详细介绍了该系统的硬件及软件设计。模拟测试结果表明,该系统具有监测精度高、稳定性好、响应速度快、调试运行费用低等特点。     

基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法

由于矿井瓦斯浓度的变化受多种因素共同影响,矿井瓦斯涌出量预测经常出现无法获得一部分变量的情况。针对该问题,提出了一种基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法,详细介绍了采用时间序列AR模型对矿井瓦斯涌出量进行预测的具体实现。实验结果表明,该方法对矿井瓦斯涌出量的预测误差率为4.3%,预测比较可靠。     

新型激光瓦斯传感器的设计

安全是煤矿作业中最重要的一环,而煤矿中瓦斯浓度是衡量安全的重要指标,所以精确检测瓦斯浓度是保障安全的最关键点;为精确检测煤矿井下瓦斯浓度,提出了一种测量瓦斯浓度的新方法,并且在论述激光传感器的构成和工作原理的基础上对硬件电路和软件进行了设计,实现了激光检测,更进一步增强了安全性,提高了效率;实验表明,该传感器的重复性和线性响应两个测试指标误差都非常小,达到了一定的技术指标;系统的推广具有极其重要的现实意义。     

调制电势脉冲型O2／CO2双组份电化学气体传感器研究

基于直接电流法检测ＣＯ２及Ｏ２干扰机理的研究,提出了调制电势脉冲－电流／库仑法快速同时测定Ｏ２和ＣＯ２的新原理,使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术,建立了调制电势脉冲型Ｏ２／ＣＯ２双组份电化学气体传感器的原型装置,实现了常温下Ｏ２和ＣＯ２气体的快速同时检测。     

矿用瓦斯浓度检测系统的研究与设计

甲烷是瓦斯气体的主要成分，规避煤矿事故的发生，必须加强对井下甲烷气体浓度的监测。基于ARM的瓦斯浓度检测仪便于井下人员及时掌握当前开采区的瓦斯浓度信息，并可以通过通信模块传送给井上PC机，以便尽早发现危险因素，及时采取有效的防范措施，避免矿难的发生。     

煤矿瓦斯超限分矿分级防信息阻塞短信报警系统设计

针对目前煤矿瓦斯超限短信报警存在报警信息不分级别或只分级别不分矿名发送、短信发送设备容易死机造成信息阻塞等问题,设计了一种煤矿瓦斯超限分矿分级防信息阻塞短信报警系统。该系统通过对煤矿数字化瓦斯远程监控系统实时采集的数据进行分析处理,将超过各级报警阈值的数据根据不同的矿名和阈值级别,通过具有死机自动复位功能的多接口短信发送装置分别发送至相应矿相应级别的人员手机上。实际应用结果表明,该系统改善了煤矿安全分级监管、分级响应的能力,提高了安全管理的可靠性。     

煤矿瓦斯气体的光声光谱检测研究

煤矿瓦斯(CH4)是一种可用于诊断煤矿安全生产的特征气体。光声光谱技术是一种新型的气体检测技术,具有选择性好、灵敏度高、动态监测范围大、不消耗被测气体等优点,能很好地应用到CH4气体的在线监测。基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种用以检测CH4的光声光谱装置,利用该装置研究了气体光声信号与CH4浓度、温度、斩波频率、激光功率、背景气体、以及压强之间的关系,并测得甲烷在2ν3带的R(3)支的光声光谱。     

一种矿用火焰传感器研制

针对现有基于红外检测原理的火焰传感器存在探测距离短、反应时间长等问题,研制了一种基于紫外光检测原理的矿用火焰传感器。通过实验得到了紫外光电管信号调理电路的数学模型,根据该模型得出的电路参数提高了紫外光电管的响应速度;对火焰传感器的供电电源及信号传输电路进行了电磁兼容性设计,提高了火焰传感器的抗干扰能力。测试结果表明,该传感器反应速度快、抗干扰能力强、稳定可靠。     

双声路声表面波毒剂传感器的设计

对声表面波（SAW）芯片结构类型、参数条件、覆膜方法及制作工艺流程进行了详细研究,设计了一种新型双声路谐振器型SAW毒剂传感器,并以聚表氯醇PECH为敏感膜材料,测试了该传感器对芥子气（HD）的检测性能,结果表明：该传感器具有稳定性好、灵敏度高、响应快速、适于连续实时检测等特点,为发展毒剂检测器材提供了依据。     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。