HHT算法在EFPI光纖瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)中的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的飛快發(fā)展，以及煤礦開采技術(shù)、開采工藝的不斷提高，礦區(qū)的開采深度逐步加深，導(dǎo)致煤礦瓦斯災(zāi)害不斷增加，安全上的隱患也越來越多。設(shè)計一種檢測效果好、滿足煤礦安全生產(chǎn)的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測系統(tǒng)，以減少瓦斯爆炸事故的發(fā)生，保障井下安全作業(yè)。傳統(tǒng)非光學(xué)瓦斯氣體傳感器存在響應(yīng)慢、壽命短、檢測精度低等缺點，并且難以實現(xiàn)較大區(qū)域的連續(xù)實時檢測。利用光學(xué)方法檢測瓦斯氣體已經(jīng)是一個被廣泛認(rèn)可的有效檢測辦法，各種光纖傳感器在煤礦瓦斯安全檢測中成為大家的首

2、選，也在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。從根本上解決煤礦安全事故問題，實現(xiàn)煤礦長期發(fā)展。
　　本文構(gòu)建了一種基于HHT算法的EFPI光纖瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了氣體的測量。首先詳細(xì)的介紹了光纖EFPI傳感技術(shù)的原理和解調(diào)方法，再簡要介紹了HHT算法的基本理論、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。然后給出了瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，采用MXSLD-CS65M5A型號的激光器、改進(jìn)型EFPI傳感器、測量氣室等器件，分別進(jìn)行了介紹，設(shè)計以STM32F103VE為核心的硬

3、件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用μc/os-Ⅱ作為操作系統(tǒng)。最后搭建實驗室平臺，通過MATLAB仿真進(jìn)行模擬解調(diào)，使用HHT算法從EFPI干涉光譜提取信息，得到濾波后的EFPI光譜信息，并采用雙峰算法解調(diào)出EFPI腔長的信息。
　　實驗結(jié)果表明，通過仿真及數(shù)值分析，HHT算法解決了原始干涉光譜信號的非平穩(wěn)、非線性的缺點，經(jīng)一系列變化去除噪聲，減弱了數(shù)據(jù)處理的難度，增加了瓦斯信號分析的精度。通過對光纖傳感瓦斯的研究，實現(xiàn)煤礦瓦斯監(jiān)測的新方法，對于指