礦用新型智能瓦斯氣體檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文主要研究甲烷近紅外光纖智能傳感器及其在煤礦瓦斯實(shí)時監(jiān)測方面的應(yīng)用。近紅外光譜分析的技術(shù)關(guān)鍵是消除噪聲干擾和提高檢測的精度，本文的研究重點(diǎn)在于消除噪聲干擾和提高檢測的精度的技術(shù)手段和提高煤礦瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)采集的實(shí)時性。 本文嘗試以波長為1665nm的分布反饋式半導(dǎo)體激光器(Distributed　Feedback Laser Diode：DFB LD)為光源進(jìn)行甲烷氣體的近紅外光吸收實(shí)驗(yàn)，分析了朗伯比爾定律的光譜吸收常數(shù)與氣體壓

2、強(qiáng)之間的關(guān)系，研究了光源輸出功率的波動，以及光路電路的噪聲干擾對測量精確性的影響。 本文嘗試以被測氣體的分子分布密集度(即摩爾體積比，n/V：n為被測氣體的摩爾數(shù)，V為被測氣體分布的體積)來計算氣體濃度，嘗試將朗伯比爾公式表達(dá)為I(λ)=I0(λ)exp(-H(λ)n/VL](實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明H(λ)是普遍適用于各種氣壓下的吸收常數(shù))，并以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。 本文對甲烷光纖傳感器系統(tǒng)的除噪和提高檢測精度的技術(shù)手段進(jìn)行了研究并

3、嘗試用嵌入式系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PC機(jī)對硬件檢測系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。在研究了數(shù)據(jù)測量和處理的算法的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)檢測技術(shù)和差分檢測技術(shù)來消除噪聲干擾，采用先相關(guān)檢測消除隨機(jī)噪聲干擾，后差分檢測進(jìn)一步除去浪涌噪聲干擾，從而提取出有效的測量信號，并設(shè)計了底層數(shù)據(jù)探測的電路，且仿真驗(yàn)證了這些設(shè)計。 本文在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計中嘗試使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)綜合處理甲烷光纖傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步提高系統(tǒng)檢測的精度。提供了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)