煤礦瓦斯多通道光纖傳感檢測儀的研究與開發(fā).pdf

1、在我國，煤炭行業(yè)中的瓦斯災害始終是煤礦安全生產的大敵，目前已成為制約煤礦安全生產的主要矛盾。在煤礦開采過程中，安全方面的隱患正在逐漸增多，瓦斯事故，特別是重大、特大瓦斯事故在煤礦事故中占的比例逐年升高，不容忽視。因此，實時檢測甲烷氣體的產生源、泄露源及濃度，對工礦安全運行，人身安全及環(huán)境保護有著十分重要的作用。 本課題是對光纖氣體傳感器的研究和進行系統(tǒng)實驗，以達到光纖氣體傳感器在工業(yè)現場廣泛應用的目的。重點對甲烷和乙炔氣體的檢測

2、進行了研究，并研制出儀器儀表、傳感器、數據分析處理顯示系統(tǒng)，對煤礦井下采掘工作面、回風巷道、機電峒室等有瓦斯爆炸氣體環(huán)境中對瓦斯?jié)舛冗M行連續(xù)測定，顯示瓦斯瞬時濃度，超限報警，輸出與被測瓦斯含量成正比的頻率信號。對系統(tǒng)進行了本質安全防爆設計，能夠用于礦井采掘現場，在煤礦安全防爆的監(jiān)控中，與各種煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)配套使用，實現了光纖氣體傳感器的實用化。本文設計的實驗方案主要包括以下幾個方面： 1)分析了氣體光譜吸收的基本原理，并對可調

3、諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS)做了詳細講述。TDLAS的測量方法有兩種，在實驗的基礎上比較了兩種方法的測量精度的差別，選擇了測量精度高的方法。 2)利用HITRUN數據庫對測量氣體的吸收峰進行了篩選，選擇了吸收強度最強，氣體之間相互影響小的吸收峰。并且在選擇好波長和測量方法的基礎上，對光源及光電二極管進行了選型。 3)在理論分析的基礎上，本文進行了光路、電路和氣室的設計。在電路設計上采用鎖相放大器來提取微弱信號，