红外甲烷传感器信号处理电路的设计原理

基于气体对红外光吸收的郎伯—比尔定律,分析了红外甲烷传感器的基本工作原理,提出了两种信号处理电路设计方案,并对这两种方案的设计原理进行了分析、比较。     

高精度煤矿瓦斯红外监测系统

基于朗伯-比尔吸收定律,采用MEMS技术和集成化技术,设计了双通道补偿原理的MEMS红外瓦斯探测器。对红外瓦斯气体探测器的原理、红外探测的气室光路结构、系统的软硬件设计等作了详细的叙述。     

红外甲烷传感器温度校正模型研究

采用BP神经网络,建立了红外甲烷传感器温度校正模型。以隐层节点数为变量,研究了神经网络规模对训练速度和推广能力的影响。将贝叶斯正规化方法与Levenberg-Marquardt优化算法相结合,提高了神经网络训练的效率和推广能力。所建立的模型网络规模小,运算速度快,可以对温度变化引起的红外甲烷传感器非线性误差进行自动校正。     

红外甲烷传感器的实时温度校正模型的建立

红外光谱法是检测气体浓度的有效手段。文章就红外甲烷传感器数学建模中如何考虑环境温度的影响,进行了深入分析,提出了基于最小二乘方法的实时温度校正模型,并给出了建模实验的结果。研究表明,通过温度校正系数的最小二乘拟合,可以根据计算得到的温度校正系数,对温度变化引起的红外甲烷传感器测量误差进行实时校正。     

GJG10H型红外甲烷传感器

非色散红外(NDIR)气体检测技术是近几年发展起来的一种先进的气体分析技术,具有检测精度高,响应时间快,检测范围宽,性能稳定,不受检测环境中其他气体的干扰,寿命长等特点。随着红外甲烷传感器技术的提高和成本的降低,将在煤矿安全监控领域得到广泛的应用。     

矿用红外甲烷传感器的研制

阐述了矿用红外甲烷传感器的原理、性能、组成。提出了矿用红外甲烷传感器要解决的关键问题。     

基于反射光模型红外甲烷传感器的信号处理

建立了红外甲烷传感器的反射光检测模型,对于检测微弱的光电信号进行了电路的设计,从理论计算和性能研究对比,得出满足传感器中心频率在2 Hz,噪声低,通频带窄,放大倍数大的设计要求。在标定实验的基础上,进行浓度公式的多项式拟合。实现了低浓度的精确测量,高浓度的预警作用。     

基于神经网络的水中悬浮物检测仪机理研究

采用透射光测定法测量水中悬浮物的质量浓度,结果表明,吸光度与质量浓度之间实际上呈非线性函数关系。应用BP神经网络和GA-BP学习算法对测量方程建模,研制的悬浮物检测仪,具有较高的检测精度。     

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。     

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.     

等比例变压吸附法富集低浓度煤层气的安全性分析

在Coward爆炸三角形的基础上分析研究了低浓度煤层气（CH4浓度低于30%）吸附富集过程的安全性.研究结果表明,如果采用常规的变压吸附方法,使用单一吸附剂富集低浓度煤层气,在吸附过程中CH4浓度会进入爆炸极限,存在安全隐患.基于安全性和可行性分析,提出了一种安全的分离富集低浓度煤层气方法--等比例变压吸附法,采用活性炭和碳分子筛作为混合吸附剂,通过调节混合吸附剂中AC/CMS质量比,使低浓度煤层气中甲烷和氧气能按比例同时被吸附,确保整个吸附富集过程中吸附器内、排放气以及解吸气中的甲烷和氧气浓度都处于安全范围内,实现低浓度煤层气的安全有效吸附富集。