多點光纖甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、在煤礦生產(chǎn)中，隨著煤層的開采，往往會從礦井中涌出瓦斯。它與空氣混合后，當(dāng)其體積百分比為3.5％～16％時，如遇明火就會發(fā)生爆炸，給礦井的安全生產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此，對瓦斯進行實時監(jiān)控在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中顯得非常重要，要實現(xiàn)瓦斯監(jiān)控的自動化和智能化，使用高性能的傳感器是不可缺少的條件。光纖氣體傳感技術(shù)是一項正在發(fā)展中的新型高新技術(shù)。光纖氣體傳感器擁有優(yōu)良的性能，在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了光纖氣體

2、傳感技術(shù)的原理，給出了氣體吸收測量的理論依據(jù)。確定了甲烷氣體的吸收譜線，找出了適合普通石英光纖進行較長距離低損耗傳輸?shù)墓庾V特性。論述了DSP技術(shù)和CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，在對DSP和CAN總線主流控制芯片分析的基礎(chǔ)上，采用美國TI公司的TMS320F240芯片和PHILIP公司生產(chǎn)的CAN總線控制器SJA1000，組成總線型的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。對TMS320F240系列DSP與CAN總線構(gòu)成的現(xiàn)場局域網(wǎng)及DSP與遠程計算機組成多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了

3、深入的分析與研究。 針對我國煤礦中存在的問題，本文在全面、細致地分析煤礦監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、可靠性及其特點的基礎(chǔ)上，提出一種新的解決方案，即以數(shù)字信號處理器為核心，以CAN現(xiàn)場總線為現(xiàn)場設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)，以光纖傳感器作為現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備組成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 本文以甲烷為目標(biāo)氣體，研究了基于近紅外光譜吸收方法的全光纖傳感器。以SLED作光源，以寬帶光源差分吸收、諧波檢測方法為理論基礎(chǔ)，結(jié)合以鎖相放大器為核心的微弱信號檢測電路實