面向矿山安全物联网的光纤传感器 被引量：20

1

作者 刘统玉 王纪强 +13 位作者 孟祥军 李伟 金光贤 胡杰 魏玉宾 王振平 胡宾鑫 宋广东 马俊鹏 王金玉 宋成祥 张婷婷 李艳芳 王风雪 《工矿自动化》 北大核心 2018年第3期1-7,共7页

针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势... 针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势,重点介绍了激光光谱分析气体传感器、光纤光栅物理量传感器、光纤分布式温度传感器等矿用传感器的工作原理;以煤矿安全监控系统中的激光甲烷传感器、矿山微震监测系统中的光纤加速度传感器及采空区火灾监测预警系统中的光纤分布式温度传感器为例,介绍了矿用光纤传感器在矿山安全物联网中的应用情况。 展开更多

关键词 矿山安全物联网 煤矿安全监测 瓦斯监测 微震监测 采空区火灾监测 激光甲烷传感器 光纤分布式测温

下载PDF 职称材料

激光甲烷传感器在煤矿工作面的应用研究 被引量：18

2

作者 赵华玮 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第8期164-165,共2页

为解决煤矿工作面传统甲烷传感器定期标定、稳定性及精度不够等问题,对激光甲烷传感器机理进行理论研究,研制国内领先的低功耗长距离激光甲烷传感器,并应用于内蒙某大型高瓦斯矿工作面瓦斯监测,解决甲烷传感器标校周期短、精度低、寿命... 为解决煤矿工作面传统甲烷传感器定期标定、稳定性及精度不够等问题,对激光甲烷传感器机理进行理论研究,研制国内领先的低功耗长距离激光甲烷传感器,并应用于内蒙某大型高瓦斯矿工作面瓦斯监测,解决甲烷传感器标校周期短、精度低、寿命短等问题。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 工作面瓦斯监测 低功耗

下载PDF 职称材料

光纤传感技术在煤矿瓦斯、火灾隐患监测预警中的应用研究进展 被引量：13

3

作者 刘统玉 王兆伟 +4 位作者 李振 李艳芳 金光贤 李润春 王纪强 《山东科学》 CAS 2019年第5期110-117,共8页

综述了煤矿通防灾害防治中激光甲烷传感器、激光一氧化碳气体传感器、光纤高灵敏度风速传感器以及光纤分布式传感器等的研究进展。煤矿生产空间范围大、设备数量大、种类多,需要海量传感数据,激光和光纤传感器具有高性能、空间分布式连... 综述了煤矿通防灾害防治中激光甲烷传感器、激光一氧化碳气体传感器、光纤高灵敏度风速传感器以及光纤分布式传感器等的研究进展。煤矿生产空间范围大、设备数量大、种类多,需要海量传感数据,激光和光纤传感器具有高性能、空间分布式连续监测等独特优势,已逐步成为矿用传感器的技术发展趋势。 展开更多

关键词 煤矿安全 光纤传感 激光传感器 火灾隐患监测 甲烷传感器 一氧化碳传感器 风速传感器

下载PDF 职称材料

煤矿用激光甲烷传感器工作稳定性试验研究 被引量：9

4

作者 孟积渐 《煤炭与化工》 CAS 2018年第6期92-95,101,共5页

针对煤矿用激光甲烷传感器工作稳定性试验周期较长的问题,对在各种因素影响下的激光甲烷传感器稳定性进行摸底试验,采用室内模拟及长时交变湿热环境试验,测试高温、高湿度条件下的激光甲烷传感器检测精度,并分析其工作状态。

关键词 激光甲烷传感器 稳定性 可调谐激光光谱吸收

下载PDF 职称材料

煤矿用全量程激光甲烷传感器 被引量：9

5

作者 高耀 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第B11期48-50,54,共4页

设计实现了一种高性能煤矿用全量程激光甲烷传感器,传感器可以克服高温高湿等复杂环境带来干扰,具有选择性好,响应时间快等优点,更加适应于煤矿对甲烷传感器的要求。

关键词 激光甲烷传感器 TDLAS 锁相放大 谐波检测 抗干扰 安全监控系统

原文传递

分布式激光甲烷监控装置在葫芦素煤矿的应用 被引量：9

6

作者 鲁喜辉 路培超 +1 位作者 刘杰 郭炜舟 《煤矿安全》 北大核心 2017年第12期94-96,共3页

针对煤矿井下使用的传统催化燃烧甲烷传感器在使用过程中存在的问题,介绍了分布式激光甲烷监控装置的结构特征、工作原理、智能化设计及其性能特点。通过分布式激光甲烷监控装置在葫芦素煤矿井下的应用验证表明:该装置较传统催化甲烷传... 针对煤矿井下使用的传统催化燃烧甲烷传感器在使用过程中存在的问题,介绍了分布式激光甲烷监控装置的结构特征、工作原理、智能化设计及其性能特点。通过分布式激光甲烷监控装置在葫芦素煤矿井下的应用验证表明:该装置较传统催化甲烷传感器具有测量精度高、响应速度快、长期稳定性好等优势,适合煤矿井下复杂环境条件的多点瓦斯监测。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 分布式 自诊断 智能分析 监控装置

原文传递

基于ISSA-BP神经网络的激光甲烷传感器温度补偿研究 被引量：4

7

作者 邹翔 殷松峰 +1 位作者 程跃 刘云龙 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期97-108,共12页

为有效提高宽温应用环境下激光甲烷传感器的探测精度,提出基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的温度补偿模型,并利用实测大规模数据集进行验证。在模型框架上,提出具有全局寻优能力的ISSA-BP算法:利用准反射学习策略初始化麻雀种群以... 为有效提高宽温应用环境下激光甲烷传感器的探测精度,提出基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的温度补偿模型,并利用实测大规模数据集进行验证。在模型框架上,提出具有全局寻优能力的ISSA-BP算法:利用准反射学习策略初始化麻雀种群以提高麻雀种群多样性,引入变色龙算法、Levy飞行策略和人工兔扰动策略分别对探索者位置、反捕食者位置和每代麻雀个体位置进行更新,避免算法陷入局部最优。在数据上,通过建立不同温度、不同浓度的传感器大规模实验数据集,提升温度补偿模型的训练效果并减小模型的预测误差。在-20℃~65℃温度范围内利用15800组传感器测量数据分别对BP、PSO-BP、SSA-BP和ISSA-BP四种模型进行对比。结果表明,基于ISSA-BP神经网络的温度补偿模型预测值最大相对误差仅为0.52%,比BP、PSO-BP和SSA-BP模型分别减少了7.70%、2.46%和0.74%,MAE、MAPE、RMSE和RE量化评价指标均远优于BP、PSO-BP和SSA-BP模型。本文算法可大幅提高宽温应用环境下激光甲烷传感器探测精度,对提升激光甲烷传感器的环境适用性具有重要的参考意义。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 温度补偿 麻雀搜索算法 准反射学习 变色龙算法 人工兔优化算法

下载PDF 职称材料

基于TDLAS的煤矿用激光甲烷传感器的设计 被引量：8

8

作者 张强 《煤炭工程》 北大核心 2019年第8期165-168,共4页

针对目前煤矿使用的甲烷传感器存在精度低、稳定性差、易受其他气体影响的问题,设计了一种基于谐波检测技术的激光甲烷传感器,并详细分析了TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)基本原理。对传感器的系统总体设计、激光... 针对目前煤矿使用的甲烷传感器存在精度低、稳定性差、易受其他气体影响的问题,设计了一种基于谐波检测技术的激光甲烷传感器,并详细分析了TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)基本原理。对传感器的系统总体设计、激光器及控制电路、光电转换及前置放大电路、RS485电路、频率信号电路、系统软件设计进行了重点介绍。同时分别对催化甲烷传感器、红外甲烷传感器和激光甲烷传感器通入标准甲烷气样和柴油车尾气进行测量,结果表明激光甲烷传感器检测精度高、误差小、不受交叉气体的干扰,符合国家煤矿安全标准的各项要求,能进一步保障煤矿的安全生产。 展开更多

关键词 谐波检测 激光甲烷传感器 光电转换 前置放大 检测精度 交叉气体

下载PDF 职称材料

矿用激光甲烷传感器工作稳定性加速试验 被引量：8

9

作者 王小松 《工矿自动化》 北大核心 2019年第12期45-49,共5页

针对现有传感器工作稳定性试验方法需将传感器连续运行和测试180 d、效率较低的问题,分析了矿用激光甲烷传感器工作稳定性加速试验的可行性;通过摸底试验分析得出温度是影响激光甲烷传感器长期测量误差稳定性的主要因素;根据激光甲烷传... 针对现有传感器工作稳定性试验方法需将传感器连续运行和测试180 d、效率较低的问题,分析了矿用激光甲烷传感器工作稳定性加速试验的可行性;通过摸底试验分析得出温度是影响激光甲烷传感器长期测量误差稳定性的主要因素;根据激光甲烷传感器各部件及整机的温度极限,确定加速试验温度为75℃;使用阿列纽斯方程建立工作稳定性加速试验模型,并计算出加速因子为8.71834;结合恒定失效率假设下失效率与平均无故障时间的验证试验方案,得出激光甲烷传感器工作稳定性加速试验方法,该方法可将试验时间从180 d缩短为12 d。结合第三方检测机构的检测结果,通过实验验证了加速试验方法的可行性。该加速试验方法可大幅提升检验工作效率,为制定激光甲烷传感器行业标准试验方法提供理论支撑。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 工作稳定性 加速试验 温度极限 平均无故障时间 可调谐二极管激光吸收光谱法

下载PDF 职称材料

基于VCSEL激光器的激光甲烷传感器研制与应用

10

作者 孟建 《煤炭科技》 2024年第1期72-77,共6页

基于VCSEL激光器,研制了高性能低功耗激光甲烷传感器,并进行了实际应用。该激光甲烷传感器具有响应快速、灵敏度高、抗光学与电子干扰性能优、无接触性检测且选择性强等优点,解决了当今煤矿井下广泛使用的热催化式甲烷传感器存在的零点... 基于VCSEL激光器,研制了高性能低功耗激光甲烷传感器,并进行了实际应用。该激光甲烷传感器具有响应快速、灵敏度高、抗光学与电子干扰性能优、无接触性检测且选择性强等优点,解决了当今煤矿井下广泛使用的热催化式甲烷传感器存在的零点易漂移、电气功耗高、使用周期短、易受其他有毒有害气体干扰、易受现场湿度和温度影响等诸多问题,提高了安全监测监控系统的可靠性。 展开更多

关键词 VCSEL激光器 激光甲烷传感器 高性能 低功耗

下载PDF 职称材料

一种中红外带间级联激光甲烷传感器的研制 被引量：6

11

作者 郑文雪 郑传涛 +3 位作者 姚丹 杨硕 党佩佩 王一丁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期166-171,共6页

甲烷(CH_4)是大气环境监测、工业过程控制、煤矿生产安全等多个领域中需重点监测的气体之一,研制CH_4传感器具有广泛的应用价值。利用CH_4分子在3.31μm附近的基频吸收带并选择其在3038.5cm^(-1)的吸收线作为目标谱线,研制了一种基于中... 甲烷(CH_4)是大气环境监测、工业过程控制、煤矿生产安全等多个领域中需重点监测的气体之一,研制CH_4传感器具有广泛的应用价值。利用CH_4分子在3.31μm附近的基频吸收带并选择其在3038.5cm^(-1)的吸收线作为目标谱线,研制了一种基于中红外室温、连续、单模带间级联激光器(ICL)的CH_4传感器。该传感器采用可调谐激光直接吸收光谱技术以及长光程(54.6m)吸收光谱技术测定CH_4气体浓度。自主研制了高灵敏、低功耗的激光器温度控制器和电流驱动器,编写了基于LabVIEW的数据产生、采集与处理程序。利用体积分数为2.1×10^(-6)的CH_4标准气体和气体稀释系统配备了不同浓度的CH_4气体样品,开展了传感器的性能测试实验。根据传感器标准差的分析结果,当采样周期为2.5s时,传感器的1σ检测下限约为1.1×10^(-8)。利用该传感器对室外大气中CH_4浓度进行了连续84h的监测,结果证实了所研制CH_4传感器的工程实用价值。 展开更多

关键词 传感器 激光光谱学 甲烷传感器 红外吸收光谱 带间级联激光器

原文传递

矿用激光甲烷传感器的校准方法及其测量不确定度评定和应用

12

作者 王素玲 《科技资讯》 2024年第7期111-113,共3页

主要分析矿用激光甲烷传感器校准方法及测量不确定度的应用,重点介绍传感器的结构原理、校准前准备工作、传感器的校准项目、不确定度评定方法及符合性评定应用等,为激光甲烷传感器的校准与符合性评定提供技术依据,为保障煤矿安全生产... 主要分析矿用激光甲烷传感器校准方法及测量不确定度的应用,重点介绍传感器的结构原理、校准前准备工作、传感器的校准项目、不确定度评定方法及符合性评定应用等,为激光甲烷传感器的校准与符合性评定提供技术依据,为保障煤矿安全生产提供技术保障。 展开更多

关键词 激光 甲烷传感器 结构原理 校准方法 不确定度

下载PDF 职称材料

新型激光甲烷传感器的设计与应用研究

13

作者 王琦 《机械管理开发》 2024年第5期243-244,247,共3页

为了提高能源企业气体监测系统的准确性及扩展性,设计了一种新型激光甲烷传感器,同时兼顾压力补偿和温度补偿两种功能,从硬件设计及软件设计两方面进行了重点分析。通过对传感器性能进行测试,结果表明:传感器的常态误差很小,温度测量误... 为了提高能源企业气体监测系统的准确性及扩展性,设计了一种新型激光甲烷传感器,同时兼顾压力补偿和温度补偿两种功能,从硬件设计及软件设计两方面进行了重点分析。通过对传感器性能进行测试,结果表明:传感器的常态误差很小,温度测量误差值小于4%,压力测量误差值小于3%,符合安全监控系统要求,可精准监测瓦斯气体。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 温度补偿 压力补偿 监测精度

下载PDF 职称材料

激光甲烷传感器在矿井生产过程中的应用研究 被引量：4

14

作者 裴雷雷 《煤炭与化工》 CAS 2020年第7期91-92,95,共3页

介绍了激光甲烷传感器在潞宁煤业的应用过程,对新型激光甲烷传感器和矿井原有甲烷传感器传感器在相同环境下的运行情况做了对比分析,总结了新型激光甲烷传感器的优缺点,为新型激光甲烷传感器的应用推广提供参考。

关键词 激光甲烷传感器 催化式甲烷传感器 矿井瓦斯

下载PDF 职称材料

基于光电互补的无线激光甲烷传感器设计

15

作者 宋连洪 《自动化与仪器仪表》 2023年第12期231-235,共5页

监测城镇下水管网、化粪池产生的以甲烷为主的易燃易爆、有毒有害气体十分必要。为解决城镇下水道管网、化粪池可燃气体监测布线成本高、取电困难、水汽重、敏感元件易腐蚀等问题,设计了一种基于光电互补的无线激光甲烷传感器,采用可充... 监测城镇下水管网、化粪池产生的以甲烷为主的易燃易爆、有毒有害气体十分必要。为解决城镇下水道管网、化粪池可燃气体监测布线成本高、取电困难、水汽重、敏感元件易腐蚀等问题,设计了一种基于光电互补的无线激光甲烷传感器,采用可充电锂电池和太阳能互补供电,实时采集环境可燃气体浓度,并通过无线网络上传到服务器,彻底突破线缆的束缚,实现可燃气体检测的全区域覆盖。文章详细介绍了传感器的光电互补电源电路、无线通信电路、激光甲烷信号采集电路的设计。现场实验表明,所设计的传感器安装方便,稳定性高,通信可靠,完全满足下水道、化粪池等环境可燃气体实时监测的要求。 展开更多

关键词 光电互补 可燃气体 激光甲烷 无线传感器

原文传递

甲烷传感器的应用改进研究 被引量：2

16

作者 常映辉 《江西化工》 2022年第4期19-21,共3页

本文针对当前甲烷传感器瓦斯浓度检测精度不足,及使用可靠性不足等问题,设计了一种针对某企业的新型激光甲烷传感器。笔者通过对激光传感器原理的阐述,以及实际的设计,并将所设计的传感器产品应用于实际的企业与当前传统甲烷传感器作对... 本文针对当前甲烷传感器瓦斯浓度检测精度不足,及使用可靠性不足等问题,设计了一种针对某企业的新型激光甲烷传感器。笔者通过对激光传感器原理的阐述,以及实际的设计,并将所设计的传感器产品应用于实际的企业与当前传统甲烷传感器作对比。最终结果表明:设计的激光甲烷传感器在检测准确率和可靠性方面较传统传感器有明显提升。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 瓦斯浓度检测 准确率

下载PDF 职称材料

基于TDLAS技术的矿用激光甲烷变送器设计 被引量：2

17

作者 马晓柯 芮骐骅 周艳 《煤矿机电》 2015年第4期28-30,共3页

激光甲烷传感器采用高选择性、高分辨率的光谱技术,既适用于粉尘、潮湿等恶劣环境,又具有功耗低、灵敏度高、响应速度快、对环境要求低、长期免标校的优点,为此设计了一种基于TDLAS(可调谐半导体激光光谱)谐波检测技术的激光甲烷变送器... 激光甲烷传感器采用高选择性、高分辨率的光谱技术,既适用于粉尘、潮湿等恶劣环境,又具有功耗低、灵敏度高、响应速度快、对环境要求低、长期免标校的优点,为此设计了一种基于TDLAS(可调谐半导体激光光谱)谐波检测技术的激光甲烷变送器。详细介绍了TDLAS的技术原理,并给出设计方案。该设计通过实验数据分析,验证了方案设计的可行性。 展开更多

关键词 可调谐半导体激光光谱(TDLAS) 激光甲烷变送器 谐波检测

下载PDF 职称材料

激光甲烷传感器在煤矿井下的应用探索 被引量：2

18

作者 王尧 张峰 《机械管理开发》 2020年第1期168-169,190,共3页

介绍了激光甲烷传感器在坪上煤业的应用过程,通过在井下与传统催化式甲烷传感器的对比应用,突出显示了激光甲烷传感器调校周期长、维护工作量小、使用寿命长、不易受其他气体影响等优点,同时为集团公司响应国家政策——"积极在矿... 介绍了激光甲烷传感器在坪上煤业的应用过程,通过在井下与传统催化式甲烷传感器的对比应用,突出显示了激光甲烷传感器调校周期长、维护工作量小、使用寿命长、不易受其他气体影响等优点,同时为集团公司响应国家政策——"积极在矿井推广使用激光原理检测传感器"积累了丰富的实践经验,为下一步在集团公司的全面推广工作奠好基石。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 井下应用 频率

下载PDF 职称材料

板束角对激光甲烷传感器检测精度的影响 被引量：2

19

作者 郭炜舟 陈登照 刘杰 《煤矿安全》 北大核心 2017年第9期157-159,共3页

为了研究板束角变化对激光甲烷传感器检测精度的影响,采用浓度为2.00%的标准气体作为待测气体,设计18次实验,对不同板束角下激光甲烷传感器的检测误差进行了测定,经过数据分析发现,板束角在5°~75°区间时,激光甲烷传感器的测... 为了研究板束角变化对激光甲烷传感器检测精度的影响,采用浓度为2.00%的标准气体作为待测气体,设计18次实验,对不同板束角下激光甲烷传感器的检测误差进行了测定,经过数据分析发现,板束角在5°~75°区间时,激光甲烷传感器的测定误差具有下降趋势,板束角在89°~90°区间时,传感器测定误差具有上升趋势;板束角在75°~80°区间时,传感器测定误差最低,维持在0.04%。 展开更多

关键词 板束角 激光甲烷传感器 检测精度 安全监控系统 光路结构

原文传递

矿用激光甲烷传感器的稳定性试验及应用 被引量：1

20

作者 丁栋 田晓波 《煤矿现代化》 2022年第2期76-78,共3页

为解决郭庄煤矿采煤工作面甲烷传感器频繁标定、稳定性差的问题,通过分析激光甲烷传感器的工作原理,对不同环境下传感器的稳定性进行试验分析,测试高温湿度下激光甲烷传感器的检测精度,通过与催化式甲烷传感器检测精度对比,结果表明:激... 为解决郭庄煤矿采煤工作面甲烷传感器频繁标定、稳定性差的问题,通过分析激光甲烷传感器的工作原理,对不同环境下传感器的稳定性进行试验分析,测试高温湿度下激光甲烷传感器的检测精度,通过与催化式甲烷传感器检测精度对比,结果表明:激光甲烷传感器的检测精度高、响应速度快,能实时检测工作面内甲烷气体浓度,保证矿井的安全高效生产。 展开更多

关键词 激光甲烷传感器 稳定性 试验设计

下载PDF 职称材料