瓦斯传感器非线性的动态调校

热催化元件是广泛地用于瓦斯检测的一种传感器,其非线性特性影响了瓦斯检测的准确性。由于瓦斯传感器的离散性,实行动态调校是非常必要的。本文阐述了通过神经网络模型－Ａｄａｌｉｎｅ模型的网络学习,逼进非线性函数的方法。利用神经网络对催化传感器的非线性进行校正,大大地提高瓦斯检测的精度。     

智能瓦斯传感器系统的设计

针对煤矿井下环境复杂、参数难以准确测量的问题,将模糊理论与神经网络技术相结合应用到检测领域,构造了煤矿安全监测智能瓦斯传感器系统。基于RBF神经网络重点研究了智能瓦斯传感器系统隶属函数网络样本及模糊推理网络样本的生成和训练,并对智能瓦斯传感器的硬件结构进行了设计。模糊神经网络技术为智能瓦斯传感器设计提供了强有力的技术支持,使该系统能对井下复杂参数进行准确的检测,并将传统数值测量系统的数值输出转变为语言描述输出。实验仿真结果表明,该方法行之有效,为煤矿安全监测提供了一种新的思路。     

基于温度补偿的瓦斯测量传感器的研究

针对传统催化燃烧型瓦斯传感器功耗大、灵敏度低、可靠性差的缺点,提出一种基于温度补偿的瓦斯测量传感器,详细分析其检测原理与工作特性。该种瓦斯测量传感器采用了新型的敏感探头,利用神经网络温度补偿原理,使其具有低功耗、高灵敏性的特点,可极大地提升对煤矿井下瓦斯浓度的监测准确性。     

融合煤矿多维时序数据的瓦斯异常检测算法

瓦斯是引起煤矿安全隐患的重大因素,高效准确地检测瓦斯异常在煤矿安全生产过程中扮演着重要角色。传统的瓦斯异常检测方法通常仅基于来自瓦斯传感器的单一监测数据,而矿井下的恶劣环境可能造成瓦斯传感器失效,监测数据可信度较低,从而导致误报、漏报等问题。为解决上述问题,基于多种传感器监测数据,提出一种融合煤矿多维时序数据的瓦斯异常检测算法。该方法首先对煤矿中多维时序数据进行滑动窗口采样;然后建立局部敏感哈希孤立森林;最后根据待检测样本在森林中每棵树上的路径长度计算异常得分及异常率,当滑动窗口中的异常率超出指定阈值时,则自动更新森林。通过在真实的淮南朱集煤矿数据集上进行的大量实验,表明了所提方法在提高检测精度上的有效性。     

基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的瓦斯传感器检测灵敏度低、抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于谐波检测与差分检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器.该传感器采用红外光谱吸收原理,对瓦斯吸收光谱进行分析.利用普通发光二极管LED产生宽带光源,通过Fabry-Perot腔和滤光片进行波长调制和选择,结合谐波检测和差分检测原理进行双光路检测,从而实现瓦斯气体浓度的精确测量.试验结果表明:该传感器能够有效地检测瓦斯体积分数,测量误差小,灵敏度高.     

基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器

针对目前煤矿普遍采用的热催化瓦斯探测传感器的检测灵敏度低、环境干扰大的缺陷,设计了基于谐波检测的光谱吸收型光纤瓦斯传感器。该传感器采用锁相放大器为核心的微弱信号处理电路,通过对一次谐波和二次谐波的实验数据进行数据拟合,实现了对瓦斯气体浓度的实时精确检测。实验结果表明:该传感器能够有效地提取瓦斯浓度变化信息,测量误差小,灵敏度高。     

热隔离式MEMS气体流量传感器的设计及标定

设计了一种数字输出热隔离式MEMS气体质量流量传感器,芯片加热电阻与测温电阻完全热隔离,流量值采用UART串口输出。分析了恒温差电路、上下游测温电路、HX711模数转换电路及STC15W408AS单片机电路的设计。针对制造中存在的性能差异,设计了适用于批量制造的标定方法。测试结果表明:传感器具有平滑的输出特性,经过标定后,具有较高的一致性及重复性,适合于工业等领域。     

基于积分球算法的新式瓦斯传感器

采用积分球结构的新式吸收气室做为瓦斯气体传感器的核心元件,提出一种新的积分球算法用于瓦斯浓度检测的方法。半导体激光器发射1.65μm激光射入装有一定气体分数瓦斯气体的积分球内,由于瓦斯气体对激光的选择性吸收及积分球壁的衰减作用,激光光强减弱,利用积分球算法算出理想衰减率,进而求出由于瓦斯气体吸收而衰减的光强差,最后计算出瓦斯气体体积分数,为瓦斯检测提供了一种新方法。实验表明:该传感器准确度高、重复性好。     

无线瓦斯传感器节点的设计

针对瓦斯浓度监测以及如何将监测信号实时、低成本地传输到监测点等关键问题,结合智能传感器的设计思想,提出了一种基于无线通信技术的瓦斯浓度检测传感器节点.概述了该无线瓦斯传感器节点的工作原理,重点介绍了系统硬件电路结构及总体方案,详细描述了系统的软件架构及实现方法.测试结果表明:该系统性能稳定可靠,基本实现了对瓦斯的实时监测与预测控制.     

电涡流传感器检测磁悬浮转子轴向位移的方法

磁悬浮转子的轴向位移常常利用电涡流传感器从转子轴向方向来检测,这一方法具有一定局限性。针对这一情况,在分析了电涡流传感器的工作原理以及输出特性的影响因素后,研究了利用被测导体的台阶表面来检测导体沿传感器径向方向的位移的方法。在该方法中,采用与差动相反的思想,将关于被测导体对称布置的两个传感器的输出进行加和,来消除传感器线圈与导体间距离的变化对检测结果的影响。结合磁悬浮转子的特性,提出了磁悬浮转子轴向位移径向检测的方法,并进行了实验验证,结果表明传感器的输出电压之和与转子轴向位移之间具有良好的线性关系和灵敏度,验证了该方法的正确性和可行性。     

提高测色系统精度的数学模型的确定

本文提出了一种提高测色系统精度的数值修正法。它是寻找最佳的数学模型，对彩色传感器的光谱特性进行修正，使之与ＣＩＥ标准色度观察者三刺激值相趋近。测色系统的微机部分存贮了拟合的数学模型。每次测量，将彩色传感器的输出代入该模型中，就可以直接计算出被测色的三刺激值，进而求出其它表色参数。     

一种新型高可靠性甲烷传感器设计

介绍以AT89LV51单片机构成的高精度、低功耗、高可靠性、智能型甲烷传感器.考虑到井下的复杂情况,传感器设计充分考虑了本安特性和实用性.传感器以数字芯片为核心,提高了检测精度,减小了仪表体积.采用XICOR公司的SPI接口看门狗EEROM芯片、X5045芯片,使系统更加稳定、可靠.方便和PC机通信,便于井下工人随身携带,而且抑制了安全事故的发生.     

矿井瓦斯变流检测的研究

分析了矿井瓦斯变流检测原理，设计出一种新型的瓦斯变流检测电路。并通过瓦斯变流检测仪性能试验，得出与传统瓦斯检测方法相比较，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CMAC的非线性逆滤波器补偿热敏电阻的测量误差

热敏电阻传感器存在着严重的非线性静态特性和响应滞后的动态特性,当被测量的温度变化率高于传感器的响应速度时,测量结果与真值之间存在较大的误差。为了补偿这个测量误差,采用了一个由无限响应的IIR滤波器和静态非线性环节构成的非线性滤波器去减小误差。IIR滤波器的系数通过实验数据得到,它是传感器的动态逆模型;非线性静态环节采用单输入/单输出小脑神经网络(S ISO CM AC)实现,S ISO CM AC具有学习简单、收敛速度快、函数逼近精度高等优点。采用此方法改善热敏电阻的动态特性具有不依赖传感器模型的特点,并通过实验对该方法的有效性进行了验证。     

超精密车床进给系统两座标双重定位技术

超精密车床进给系统普遍存在大行程与高精度之间的矛盾,研制出动、静态特性好、行程大、精度高的进给系统是当前超精密加工亟需解决的关键技术之一。本文提出了一种新原理及实现方法,即综合利用计算机、动态检测、信号处理、控制理论、传感器、微位移技术等,将精确进给量分解成主进给量和补偿进给量两部分,分别进行协调连续控制。从而解决大行程与高精度之间的矛盾。利用该技术,能使普通进给系统定位精度提高十多倍,同时又大大扩大了进给微系统的行程。     

超精密车床进给系统两座标双重定位技术

超精密车床进给系统普遍存在大行程与高精度之间的矛盾,研制出动、静态特性好、行程大、精度高的进给系统是当前超精密加工亟需解决的关键技术之一。本文提出了一种新原理及实现方法,即综合利用计算机、动态检测、信号处理、控制理论、传感器、微位移技术等,将精确进给量分解成主进给量和补偿进给量两部分,分别进行协调连续控制。从而解决大行程与高精度之间的矛盾。利用该技术,能使普通进给系统定位精度提高十多倍,同时又大大扩大了进给微系统的行程。     

基于函数链神经网络的智能传感器非线性校正方法

针对温度传感元件输出的非线性特性,文章建立了智能传感器数据采集的非线性校正模型,利用函数链神经网络的非线性映射特性快速求取反非线性函数参数,实现了温度校准模型的精确拟合,给出了利用函数链神经网络进行参数计算的方法和步骤,通过气象科学中广泛使用的铂电阻温度元件实验验证了算法的有效性,校正精度达到0.1%。     

二维轮廓测量仪的系统建模及标定

在分析轮廓测量仪测量原理的基础上,建立了二维轮廓测量系统的数学模型,构造了轮廓测量仪的硬件结构。研究了差动式电感传感器的输出特性,在此基础上提出了采用标准组合量块的传感器标定方法。分析了触针测头形状对被测轮廓数据的影响,并提出了对测头半径的两种数据修正方法。经实例验证,所采用的系统数学模型和传感器标定方法满足测量系统的要求。     

热电偶传感器的静态特性温度校正

介绍了在静态测温系统中,为提高温度测量的准确性,而设计的热电偶温度静态校正系统。该系统可以极大地提高热电偶温度传感器的测温精度。