煤矿瓦斯多通道光纤传感检测仪的研究与开发

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在我国，煤炭行业中的瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的大敌，目前已成为制约煤矿安全生产的主要矛盾。在煤矿开采过程中，安全方面的隐患正在逐渐增多，瓦斯事故，特别是重大、特大瓦斯事故在煤矿事故中占的比例逐年升高，不容忽视。因此，实时检测甲烷气体的产生源、泄露源及浓度，对工矿安全运行，人身安全及环境保护有着十分重要的作用。 本课题是对光纤气体传感器的研究和进行系统实验，以达到光纤气体传感器在工业现场广泛应用的目的。重点对甲烷和乙炔气体的检测进行了研究，并研制出仪器仪表、传感器、数据分析处理显示系统，对煤矿井下采掘工作面、回风巷道、机电峒室等有瓦斯爆炸气体环境中对瓦斯浓度进行连续测定，显示瓦斯瞬时浓度，超限报警，输出与被测瓦斯含量成正比的频率信号。对系统进行了本质安全防爆设计，能够用于矿井采掘现场，在煤矿安全防爆的监控中，与各种煤矿安全监测系统配套使用，实现了光纤气体传感器的实用化。本文设计的实验方案主要包括以下几个方面： 1)分析了气体光谱吸收的基本原理，并对可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)做了详细讲述。TDLAS的测量方法有两种，在实验的基础上比较了两种方法的测量精度的差别，选择了测...
1.2 光纤气体传感器的发展与现状 10-15
1.2.1 光纤气体传感器的研究过程与现状 10-11
1.2.2 光纤气体传感的分类 11-12
1.2.3 光纤气体传感器的特点 12-13
1.2.4 光谱吸收型光纤气体传感器的市场背景 13-15
1.3 光谱吸收型光纤气体传感技术的研究现状 15-16
1.4 课题的目的、意义及主要研究内容 16-17
第2章 红外光谱吸收型光纤气体传感器的原理及方法研究 17-22
2.1 气体光谱吸收基本原理 17-19
2.2 可调谐半导体激光吸收光谱技术 19-20
2.3 可调谐半导体激光技术(TDLAS)测量的方法 20-22
第3章 甲烷光纤气体传感器的研究 22-51
3.1 吸收峰的选择 22-24
3.2 光源的选择 24-28
3.2.1 半导体激光二极管 24-26
3.2.2 分布反馈式半导体激光器 26
3.2.3 光源的选型 26-28
3.3 光电二极管的选择 28-29
3.4 系统的硬件设计 29-45
3.4.1 系统原理图 29-30
3.4.2 光源驱动部分的设计 30-33
3.4.3 光源恒温部分的设计 33-36
3.4.4 传感部分的设计 36-37
3.4.5 光电转换部分的设计 37-39
3.4.6 锁相放大电路 39-42
3.4.7 信号处理部分的设计 42-45
3.5 系统的软件设计 45-47
3.6 本质安全防爆设计 47-51
第4章 系统实验 51-61
4.1 仪表测量灵敏度实验 51-52
4.2 温度实验 52-56
4.3 性能实验 56-60
4.4 总结 60-61
第5章 测量多种气体光纤传感器的研究 61-65

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It is gas calamity that imperils the safety of mining industry in our country. It has been the most serious matter which restricts the development of the mining industry. In mining exploitation, hidden trouble in safety has increased gradually. It can not be ignored that the ratio of gas accident to whole mining accident has increased gradually. So, detecting the origin, leak and density of methane (the main component of gas) in time is crucial to the safety of mining industry and personal security an...

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第二部分

lzw246888

第三部分

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