礦井甲烷濃度光纖監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，瓦斯爆炸事故頻頻發(fā)生，已經(jīng)成為制約煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。甲烷是煤礦瓦斯氣體的主要成分，甲烷、氧氣以及明火的存在是引起瓦斯爆炸的三個因素。因此，實(shí)時可靠的檢測礦井甲烷濃度對保障人民生命和國家財產(chǎn)安全有著重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。 論文中首先綜述了甲烷常用的檢測方法和光纖氣體傳感器的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。然后，設(shè)計了一套基于紅外光譜吸收原理的準(zhǔn)分布式光纖甲烷傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)利用分布反饋式半導(dǎo)體激光器(DFB LD

2、)和16路光開關(guān)，結(jié)合空分復(fù)用技術(shù)且分別對差分吸收和諧波檢測法進(jìn)行了分析。 其次，研究網(wǎng)絡(luò)的光源模塊、傳感模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊和信號采集與處理模塊。本文重點(diǎn)對甲烷在2V3帶R(4)支1650.96nm附近的吸收譜線、DFB激光器的模式躍變特性和氣體吸收室及防污染裝置的設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)的研究。另外，設(shè)計了前置放大及帶通濾波等電路。利用高速數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW編程軟件設(shè)計了專用的甲烷濃度監(jiān)測虛擬系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)實(shí)時瓦斯?jié)舛葦?shù)值顯示和曲