红外与热导双传感技术在瓦斯浓度检测中应用研究

矿井瓦斯气体成分复杂,为了能准确详细地掌握其各组分气体浓度的动态信息,介绍了红外传感和热导传感气体检测原理,提出运用红外传感技术和热导传感技术将红外传感器和热导传感器组成一种双传感器,对矿井瓦斯气体进行浓度检测,实时掌握井下各组分气体浓度信息,对提高瓦斯监测系统的检测性能有较大帮助.     

矿井多组分气体浓度检测技术研究

矿井瓦斯气体成分复杂,危害较大.为了能准确详细地掌握其各组分气体浓度的动态信息,介绍了红外传感和热导传感气体检测原理,提出运用红外传感技术和热导传感技术,对矿井瓦斯气体进行浓度检测,便于实时掌握井下各组分气体浓度信息,对提高瓦斯监测系统的检测性能有较大帮助.     

黑白元件热特性的研究

<正> 目前,我国矿井瓦斯检测的主要手段是采用光学干涉瓦斯计。这种方法虽然准确、安全(在背景气体为正常大气组份时),但必须借助于人工的方法,且不能连续监视井下瓦斯浓度的变化。随着煤炭生产大幅度增长,尤其是在高浓度瓦斯矿井与综合机械化采煤工作面,更迫切需要一种能连续、自动检测瓦斯的仪器。近年来,我国许多单位不断     

差分光学吸收光谱法精确测量煤矿瓦斯浓度

差分吸收光谱技术被广泛应用于测量大气中微量元素的浓度，并利用最小二乘法来反演待测气体的浓度，该方法是利用激光器发出激光并接收，在传输中，由于瓦斯气体分子在一定波段对光有吸收特性，使光谱具有了瓦斯的特性，在通过与光源发出的光进行比较，反演瓦斯气体在矿井中的浓度。它能实现在线自动监测。     

基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器的实验

针对目前传统瓦斯传感器的缺点，借鉴现有的红外气体分析器的设计思路，研制了基于红外光谱吸收原理的红外瓦斯传感器.它采用开腔气室结构及单光束双波长探测技术，在实验室里通过对不同浓度的甲烷气体进行测量得到了其浓度反演式.在实验测量中，当瓦斯浓度小于22%时，误差为0.1%；当瓦斯浓度超过22%时，误差小于1%.     

不同当量比条件下矿井瓦斯爆炸过程的数值模拟

为了研究管道预混火焰的传播特性及内在机理,运用数值模拟的方法,建立矿井瓦斯气体爆炸的数学模型和物理模型,对不同当量比浓度的矿井瓦斯气体爆炸过程进行模拟研究。计算结果表明,矿井瓦斯气体爆炸过程中速度和压力值均会经历上升-下降-二次波峰-下降-震荡的过程。火焰传播初期,气体爆燃体积迅速增大,火焰的速度、压力和温度随之迅速上升,并在一段时间内呈现层流燃烧状态。而后速度和压力图均出现了不同程度的波动,可知这是压力波和反射波共同作用的结果。速度和压力并未同时达到峰值,速度要超前于压力达到最大状态,这主要是爆炸压力波和反射压力波的相互叠加作用导致压力上升,而反射压力波导致速度下降。当量比浓度的压力、速度值最小,燃烧持续时间最长,此时气体还未完全加速,未形成爆轰状态。     

双差分法检测瓦斯含量新技术的实验研究

针对煤矿井下环境复杂,难以提取瓦斯（甲烷）气体的微弱信号问题,根据红外光谱吸收原理,提出一种新的双差分瓦斯检测技术。它采用双光路双波长方法,先后两次射入不同波长的单色光,通过两次差分经过探测器得到光生电压。然后经AD7794芯片实现两路光信号相除得到输出,最后对不同浓度的甲烷气体通过不同长度的新型Ring-down腔气室进行测量得到其浓度反演式。实验结果表明,采用双差分检测技术,有效地提取了瓦斯气体微弱信号,解决了光路扰动问题,具有较高的精度和准确度,其误差为1%。     

光干涉瓦斯传感器的光路系统

对传统光干涉瓦斯传感器的光路系统进行了改进,简化了光路系统,并加入了光电转换部分,使其更适合智能检测仪表的设计要求,并从波动光学理论出发,进一步推导出干涉条纹光强变化与光程差的关系式,以及气体折射率与浓度的关系。最后通过仿真计算得到了干涉条纹,验证了气体浓度与其折射率的对应关系以及气体浓度改变与固定点处光强变化的关系。     

矿井瓦斯与反火炉煤气掺混应用的安全性研究

在矿井瓦斯抽放量因某种原因减少的情况下,为了保证瓦斯用户的正常使用,根据反火炉煤气和矿井瓦斯的爆炸特性,以及混合气体爆炸特性的计算方法,提出了将这2种气体进行掺混使用的实施方案.首先从理论上对反火炉煤气和矿井瓦斯掺混应用进行可行性分析,然后在不同条件下进行了大量的模拟试验,并对试验数据和理论计算结果进行比较、分析.结果表明,用合格的反火炉煤气与矿井瓦斯进行不同比例掺混,均可以安全使用.     

煤尘和湿度对红外瓦斯传感器的影响研究

 为了建立矿井内煤尘和湿度对红外传感器影响的模型,采用嵌入式处理器LPC2129和红外传瓦斯感器MH-440V设计了瓦斯浓度实时测量系统,系统主要由上位机和瓦斯浓度检测终端组成,检测终端通过对模拟环境中的瓦斯浓度进行采集后实时发送到上位机,上位机对数据信息进行接收、处理、分析、显示和存储。根据煤尘和湿度的特性,自建了模拟的煤尘和湿度实验系统,经过对红外瓦斯传感器进行了煤尘和湿度的影响实验,得出了煤尘对红外瓦斯传感器的影响呈线性的规律和湿度在一定时间内对红外瓦斯传感器的影响也呈线性规律的重要结论,成功建立了煤尘和湿度对红外传感器的实验模型。     

微型红外瓦斯浓度传感器的设计

设计了一种基于微镜阵与非色散红外瓦斯气体传感原理的长光程微型红外瓦斯气体浓度传感结构,该结构在有限面积内形成可靠光路,并可通过光纤网络连接和复用技术形成准分布式检测网络。该传感器不受外界电磁干扰,不会产生传感头催化剂中毒现象,具有较高的可靠性和稳定性等优点,适合井下长期监测和应急救援极端环境使用。     

EFPI光纤传感瓦斯浓度信号的小波降噪研究

非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感瓦斯是一种新型的检测技术,凭借其低成本、易复用、高灵敏度、抗干扰等特点的优势被广泛应用于各领域。由于采集得到的干涉光谱是非限带信号,利用低通滤波器无法对非限带信号进行去噪处理,选用小波变换,首先对光谱信号作层层小波分解,选取合理阈值滤除每层信号中高频成分,最后利用小波重构恢复去噪后的光谱信号。通过在线仿真,结果表明小波变换可以很好的实现干涉光谱信号的去噪,提高了整个光纤瓦斯传感系统的性能和稳定性。     

大直径瓦斯孔穿采空区施工技术

针对大直径钻孔采空区施工技术难题,结合新庄孜矿大直径瓦斯孔工程实例,对大直径钻孔采空区施工工序、成孔技术与下管固井工艺等施工难点进行了分析和探讨,总结了大直径瓦斯孔采空区的重点施工技术。对遇到类似工程的施工单位可供借鉴。     

斯派尔矿瓦斯动力现象影响因素分析

斯派尔煤矿属于高瓦斯矿井,受复杂地质构造条件的影响,容易发生瓦斯动力现象。采用现场和实验室实测的方法,确定了影响斯派尔矿瓦斯动力现象的主要因素为煤的坚固性系数偏低、煤厚变化较大和存在大的地质构造,为实现斯派尔矿瓦斯动力现象的针对性预防提供可靠依据。     

煤层气发电技术现状及我国煤层气发电存在的问题

煤层气发电是煤层气资源利用的最佳途径之一，发电设备主要包括内燃机、燃气轮机、蒸汽轮机，结合联合循环、热电联产等，它们有各自的优点和适用范围。本文首先介绍了几种煤层气发电技术及设备，对各种煤层气发电方式的优缺点进行了对比分析；其次，简单介绍了世界各国的煤层气发电项目开展情况；最后，对我国在煤层气发电方面存在的问题进行分析和探讨。     

基于DSP的红外差分吸收型瓦斯传感系统

针对目前传统瓦斯传感器的成本高、灵敏度低和稳定性差等问题,基于甲烷气体的近红外吸收光谱的特性,提出了运用高性能的微控制器(DSP)的方法来解决此问题,实现了对甲烷气体浓度高灵敏度、高稳定性和高精度的测量,对煤矿安全生产中的瓦斯事故预防意义重大.     

含电感型故障限流器的煤矿电网短路暂态过程研究

煤矿电网中可以采用开关电路与限流电抗器并联组成的电感型故障限流器来限制短路电流。由于故障限流器直接参与了短路过程,使得供电系统短路过程更加复杂,短路电流将经历短路和限流两个暂态过程。通过对故障限流器结构进行研究,提出采用理想开关与电感并联的结构模型代替电感型故障限流器,对含电感型故障限流器的煤矿电网进行短路暂态过程分析,推导短路电流变化公式,分析故障限流器动作时间要求及限流器限流特性。MATLAB仿真及实例分析结果表明理论推导的正确性。     

斯派尔矿瓦斯动力现象监测及预警技术

斯派尔煤矿属于高瓦斯矿井,受复杂地质构造条件的影响,容易发生瓦斯动力现象。通过对现场测试数据分析,选择了反映掘进工作面瓦斯涌出特征的指标作为瓦斯动力现象监测的主要指标,并利用控制图方法和3σ原理确定了各监测指标的预警临界值;最终形成了适合现场实际的监测及预警技术,对于实现斯派尔矿瓦斯动力现象的准确预测具有重要的意义。     

瓦斯及有毒、易爆气体浓度检测仪的研究与开发

近年来，我国煤矿多次发生瓦斯爆炸事故，瓦斯浓度检测已成为煤炭行业安全生产的突出问题。煤气作为一种可燃性、有毒气体，也是矿井大气中的重要组分，具有极强的危害性。随着单片机技术的进步，便携式仪器得到了迅速发展，其智能水平也有了明显的提高，逐渐成为一类主流的测量仪器。本文阐述了多组分气体的测量原理、及其软件硬件实现，设计了一种能检测瓦斯、煤气浓度的实用仪器。该仪器作为便携式多功能仪器，采用可充电电池供电，显示气体浓度值，并具有声光报警功能。