煤礦用紅外甲烷傳感器的研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于井下的甲烷傳感器種類很多，包括載體催化式、熱導(dǎo)式、光干涉式、紅外式等。各個(gè)種類的甲烷傳感器都存在自己的適用性與優(yōu)缺點(diǎn):其中載體催化式甲烷傳感器是煤礦井下最常用的傳感器，但其在使用過(guò)程中存在壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校頻繁的致命弱點(diǎn);熱導(dǎo)式甲烷傳感器更多用于煤礦井下的瓦斯抽放，并不適用于煤礦井下瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè);光干涉式甲烷傳感器是利用吸收劑吸收甲烷的特點(diǎn)間接測(cè)量甲烷濃度，具有使用壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但存在無(wú)法直接顯示甲

2、烷濃度，也無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等缺點(diǎn);而紅外式甲烷傳感器與以上幾種甲烷傳感器相比，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高，具有精確度高以及壽命長(zhǎng)等方面的優(yōu)勢(shì)，但其自身也存在與我國(guó)煤礦井下的高粉塵、高濕度環(huán)境相矛盾的問(wèn)題。
　　本文圍繞在現(xiàn)有紅外甲烷傳感器的基礎(chǔ)上，對(duì)紅外甲烷傳感器從紅外線的基礎(chǔ)理論、紅外傳感器測(cè)試技術(shù)的數(shù)學(xué)模型、紅外傳感器的理論基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)采集、抗干擾設(shè)計(jì)及性能測(cè)試幾個(gè)方面入手，同時(shí)借鑒國(guó)內(nèi)外不同領(lǐng)域?qū)t外甲烷傳感器的設(shè)計(jì)方法及研究成果

3、，并從傳感器的外殼結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電路構(gòu)成進(jìn)行深入的研究，針對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦井下具體情況，提出紅外甲烷傳感器的合理設(shè)計(jì)方案信號(hào)采集原理，進(jìn)一步解決紅外甲烷傳感器對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性，同時(shí)使其數(shù)據(jù)采集更精確。
　　通過(guò)論文的研究，從原理上通過(guò)采用雙光源、氣室控制、混合濾波方式最大程度地保證了現(xiàn)有紅外甲烷傳感器的信號(hào)源準(zhǔn)確，并在硬件和軟件上雙重采用抗擊干擾和防護(hù)等應(yīng)對(duì)措施，使得紅外甲烷傳感器完全能夠適應(yīng)井下的混合氣體、溫度、濕度的變化。它擁有常規(guī)傳