烟气分析传感器系统

本文描述了基于声光可调谐滤波器的烟气分析传感器,这种传感器可同时测量多种气体含量,例如燃烧烟气中的CO、CO2、C2H6、CH4、NO、HO2、NO等的含量,适于工业在线监测和燃料空气比控制。     

基于WSN和RFID的矿井作业人员健康监测系统设计

针对煤矿井下工作场景恶劣复杂、人员健康及环境参数监控难度大、易造成安全事故等问题,采用物联网技术,设计了一种基于无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）和射频识别（RadioFrequency Identification,RFID）的矿井作业人员健康监测系统。该系统利用WSN实时监控人体的心率、血氧及井下环境温湿度、气体浓度等数据;利用RFID技术定位井下作业人员;将所采集信息数据传输至服务器实时检测,实现安全预警并及时定位救援,从而远程监测作业人员健康。     

基于GSM网络的远程温湿度监测系统研究及实现

为解决现代化农业生产现场温湿度的精准控制问题,设计了一种基于GSM网络的远程温湿度监测系统。该系统由AT89S52单片机、TC35i无线通信模块、温湿度传感器等部分组成。可实现远程温湿度数据的采集、分析、报警和监测等功能。该系统结构可靠,硬件成本较低,采用GSM通信网络即可实现养殖环境自动监控,适合在大面积农业生产中推广使用。     

基于单片机的多参数环境监测仪的设计

针对目前环境监测仪需要使用多台传感器导致布线繁琐、不便安装且功耗较大等问题,提出一种多参数环境监测仪设计方案。该多参数环境监测仪采用MSP430F169单片机,能采集环境中O2浓度、CO2浓度、CO浓度、CH4浓度、H2S浓度、差压及温湿度等信号,通过LED数码管显示,并具有声光报警、数据通信等功能。多种试验表明:该多参数环境监测仪功耗小、稳定性好、操作简单。     

便携式多气体检测仪设计

介绍一种便携式多气体检测仪的设计方案,使用PIC18LF6620作为核心处理器,同时连续检测O2、CO、H2S、CH4四种气体的浓度。详细介绍了气体传感器工作原理及其信号处理电路。经过实际测试,该检测仪具有体积小、重量轻、灵敏度高、响应速度快、测量精确等优点。     

煤矿传感器误报警的研究

矿井监控装备不仅能够帮助矿井随时准确掌握井下作业地点环境气体浓度和设备运行的变化情况,及时分析研判瓦斯异常等报警信息,还可基于安全监控数据对矿井发生风险或异常区域提前预警,大大了提升煤矿安全生产的管理效率。研究如何帮助矿井准确监测井下作业地点环境气体浓度,研判煤与瓦斯突出预警、火灾预警等重大风险,为矿井快速启动应急处置流程、准确分析查找原因、制定防范性措施提供数据支撑,对减少或避免发生安全生产责任事故具有重要意义。     

Agilent 3000A微型气相色谱仪在矿井气体分析中的应用

针对很多操作员对Agilent 3000A微型气相色谱仪操作及条件设定不熟练的问题,详细介绍了该仪器在矿井气体分析中的使用方法,并给出了采用该仪器分析H2、O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等9种混合气体成分的结果。结果表明,使用Agilent 3000A微型气相色谱仪的分析方法精度高,色谱峰形对称,便于准确定量测定,可为矿井的防灭火工作提供一定的支持。     

基于CC2530的温湿度监测系统的设计与实现

针对能够实时了解、监控环境现场温湿度状况的实际需要,设计了基于TI射频收发器CC2530芯片及温湿度传感器SHT10组成的无线传感器节点,利用ZigBee技术组建无线温湿度传感远程监测系统。测试结果表明：系统不仅实现了实时环境现场监测,而且Web服务满足了远程监控的实际需要。系统具有性能稳定,易于布设、维护、扩展等优点。     

LonWorks技术在地方煤矿数字化远程监控的应用

应用LonWorks网络技术,实现以县为中心将所属煤矿的煤矿井下瓦斯监控系统及其它煤矿安全生产监测、监控的信息,通过光纤专用网络、ADSL网络和卫星通讯网络采集至县煤矿安全监控中心;监控中心服务器根据系统用户权限管理,通过手机短信息平台向负责安全生产的各级管理者发布煤矿井下安全监控测量值（CH4、CO）超限的报警信息、通风设备故障和监控系统故障的报警信息,安全生产管理者可随时随地通过GPRS移动网络浏览监控中心服务器发布的各煤矿的监测、监控信息.为管理者随时随地提供最新的煤矿现场监测、监控信息.     

基于ARM7的煤矿多参数采集传感器

从煤矿的安全形势出发,研制了采用三星公司的基于ARM7TDMI的S3C44B0X为主处理器的多参数采集传感器,可同时监测矿井中的瓦斯、温度、风速和一氧化碳等数据并及时上传至地面监控主机,由工作人员随时掌握井下的工作环境,确保安全生产。     

基于ZigBee的矿井环境监测及人员定位系统设计

针对煤矿井下环境复杂、瓦斯爆炸事故频发、矿难事故搜救难度大等问题,设计一种基于ZigBee的矿井环境监测及人员定位系统。通过传感器采集井下温、湿度和瓦斯浓度等环境参数,采用CC2530构建数据传输及人员定位网络,将RSSI测距定位技术和三边定位算法相结合,实现井下工作人员的实时定位。根据井下环境的特点,采用均值滤波算法对RSSI值进行修正,提高了定位精度。实验结果表明,该系统环境参数监测准确、网络通信通畅可靠、人员定位精度较高,可满足煤矿安全生产管理及矿难事故搜救的需要。     

无线传感器网络煤矿监测系统的设计与实现

为了减小矿难发生的可能性,利用无线传感网络技术设计了一个新型的煤矿安全监测与预警系统;该系统基于TinyOS嵌入式操作系统和S-MAC协议实现了信道接人,并将采集到的CO、CH4、温度、湿度等传感器数据经过处理后利用多跳路由传送到监控台,进而实现了对矿井工作面环境参数的实时安全监控.     

井下实时监控无线传感器网络节点的设计与实现

针对煤矿井下环境在线监测的要求,提出了一种井下实时监控无线传感器网络节点的设计方法,详细介绍了无线传感器网络节点的硬件组成和软件设计。该节点通过微控制器和无线传输模块实时采集、处理、传输井下工作面的瓦斯浓度、CO浓度、温度、湿度等数据。测试结果表明,该节点控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线网络传输。     

煤矿监控系统主要设备的平均无故障工作时间测试与分析

介绍了平均无故障工作时间测试方法,在4个煤矿对某种煤矿监控系统的平均无故障工作时间进行了现场测试,得到了该煤矿监控系统主要设备的平均无故障工作时间,并得出结论:该系统中本质安全型电源、瓦斯传感器、CO传感器和风速传感器的平均无故障工作时间相对较短,应是今后设计改进的重点;该系统能达到AQ 6201—2006标准提出的平均无故障工作时间应不小于800h的指标;统计结果表明,煤矿井下的线路故障是一种多发故障。     

《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。     

矿井CH4和煤尘的光声复合检测方法研究

煤矿瓦斯（CH4）爆炸常常与煤尘爆炸相互伴随发生,以往CH4和煤尘的浓度都是分开检测,不利于煤矿瓦斯煤尘爆炸的准确预测。本文利用气体滤波光声技术和光散射原理对矿井气体中CH4和煤尘质量浓度进行复合测量。分别采用两个气体滤波光声腔作为CH4测量光声腔和煤尘参比光声腔（CO测量光声腔）,在光源和光声腔之间建立CH4和煤尘的测量腔,记录其进入该测量腔后光声信号强度的变化,通过对两个滤波波长上CH4吸收和煤尘颗粒消光的相关处理,同时得到CH4浓度和煤尘质量浓度。实验数据表明,光声复合检测方法可以对CH4和煤尘质量浓度进行准确检测,准确度达到10-4数量级。     

煤矿监控新技术与新装备

分析了2004—2013年全国煤炭产量、事故总量、百万吨死亡率和重特大事故变化情况:煤炭产量平均每年增长1.94亿t,事故起数平均每年减少337起,死亡人数平均每年减少551人,百万吨死亡率平均每年减少0.310。提出了低瓦斯和高瓦斯矿井宜选用热催化矿用甲烷传感器;煤(岩)与瓦斯突出矿井宜选用矿用激光甲烷传感器;回采工作面上隅角、掘进工作面、高冒地点、采掘设备、运输设备等宜采用矿用无线传感器,并通过无线输电解决矿用无线传感器供电问题;救护队超前有害气体探测、采空区气体探测、高冒顶板等人员不便到达的地点气体探测宜采用矿用气体遥测传感器;传感器自动调零适用于便携式气体检测仪和无线传感器。提出矿用分布式光纤测温系统监测采空区火灾的轴向布置和蛇形布置方法;煤矿井下胶带、电缆和电气设备火灾监测宜采用矿用分布式光纤测温系统。提出自动化采煤宜采用基于采煤模型的记忆割煤、远程控制方法;带式输送机节能控制宜选用激光胶带秤;矿井供电系统宜采用矿用光纤纵差保护和光纤闭锁综合防越级跳闸系统。     

基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统研究与开发

利用无线传感网络技术和基于Intel Celeron嵌入式处理器的GENE-8310平台设计了一个新型的煤矿安全监测与预警系统。该系统利用瓦斯气体浓度、温度、湿度等传感器,通过无线传感器网络完成矿井环境监测、数据处理传送等任务;利用嵌入式GENE-8310平台对移动节点的信息进行数据汇聚及数据分析,并自动生成可视化曲线图表和超限警报提示,实现运用现代高科技技术手段来遏制煤矿矿难事故发生的目的。     

基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统设计

针对传统的井下瓦斯监测因采用人工检测方式而导致非实时性及易出错等问题,结合井下生产环境复杂、传输距离长、监测范围广的特点,提出了一种基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统的设计方案。该系统以AT89S52单片机为下位机系统核心,利用单总线及多传感器技术对井下温度、风速、瓦斯浓度等多种环境参数进行自动监测,并通过CAN总线将数据实时传送给上位机。实验结果表明,该系统具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。     

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。