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時監(jiān)測方面的應用。近紅外光譜分析的技術關鍵是消除噪聲干擾和提高檢測的精度，本文的研究重點在于消除噪聲干擾和提高檢測的精度的技術手段和提高煤礦瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)采集的實時性。 本文嘗試以波長為1665nm的分布反饋式半導體激光器(Distributed　Feedback Laser Diode：DFB LD)為光源進行甲烷氣體的近紅外光吸收實驗，分析了朗伯比爾定律的光譜吸收常數(shù)與氣體壓

2、強之間的關系，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為I(λ)=I0(λ)exp(-H(λ)n/VL](實驗數(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))，并以實驗數(shù)據(jù)驗證。 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手段進行了研究并

3、嘗試用嵌入式系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PC機對硬件檢測系統(tǒng)進行了設計。在研究了數(shù)據(jù)測量和處理的算法的基礎上，采用相關檢測技術和差分檢測技術來消除噪聲干擾，采用先相關檢測消除隨機噪聲干擾，后差分檢測進一步除去浪涌噪聲干擾，從而提取出有效的測量信號，并設計了底層數(shù)據(jù)探測的電路，且仿真驗證了這些設計。 本文在嵌入式系統(tǒng)的設計中嘗試使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)綜合處理甲烷光纖傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以便進一步提高系統(tǒng)檢測的精度。提供了人工神經(jīng)網(wǎng)絡與專家系統(tǒng)