煤礦地質復雜,礦井災害頻發(fā),瓦斯爆炸、突水、粉塵等各種災害隱藏在煤炭開采過程中。其中瓦斯爆炸的破壞力度大且結果不可逆,嚴重威脅煤礦安全運行,尤其是綜采面上隅角,其地理位置、空間結構均特殊,容易積聚瓦斯因而出現爆炸。本課題在國家重點研發(fā)計劃項目“礦山新型甲烷通風儀器安全防塵計量技術研究”（2017YFF0205500）和安徽光機所的資助和支持下,重點對礦井下上隅角處瓦斯?jié)舛葯z測設備的設計與應用,以及對瓦斯?jié)舛阮A測模型等方面進行研究。在瓦斯檢測系統(tǒng)方面,對不同檢測方法的研究和篩選,確定總設計方案并完成系統(tǒng)搭建。首先,完成了基于TDLAS技術實現便攜式瓦斯?jié)舛葯z測系統(tǒng)的硬件選型,設計并搭建硬件電路,包括用于濃度檢測的激光模塊,用于信號放大的調理模塊,用于臨時存儲檢測值的數據存儲模塊以及用于連接上位機的通信模塊。其次,設計了上位機顯示平臺,包括檢測數據顯示與濃度預測界面以及數據存儲界面等,實現了數據的顯示、預測以及存儲的功能。最后經試驗驗證,研制的便攜式檢測設備能夠完成瓦斯?jié)舛鹊臋z測,達到了預期目標。在瓦斯?jié)舛阮A測方面,基于多種模型預測瓦斯?jié)舛取？紤]到影響瓦斯?jié)舛戎档亩喾N因素,采用BP神經網絡... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

010年至2018年各類礦井事故死亡人數比例圖

工程碩士專業(yè)學位論文42激光二極管，具有輸出功率大、溫度系數小且便于調制等優(yōu)點，適用于本系統(tǒng)。6046.06046.26046.46046.66046.86047.06047.26047.46047.66047.86048.00.0E+002.0E-034.0E-036.0E-038.0E-031.0E-021.2E-021.4E-02吸收度波長cm-1圖4-3DFB激光二極管中心波長為1.654處的吸收譜線Figure4-3Theabsorptionlineat1.654centerwavelengthofDFBlaserdiode圖4-4DFB激光器實物圖Figure4-4TheDFBlaserphysicaldrawingDFB激光器是精密器件[70]，因其電特性較弱，受電流影響較大，當電流過大時會出現靜電擊穿、電流浪涌沖擊等現象，這會嚴重毀壞激光器。當激光器溫度過高時，檢測精度會嚴重下降影響使用壽命。此外，若電流波動較大時，其輸出光波長會隨之改變，波長一旦發(fā)生變化，會嚴重影響系統(tǒng)的檢測精度，其次，檢測系統(tǒng)所處的環(huán)境復雜多變，更需要穩(wěn)定的激光輸出波長以檢測瓦斯?jié)舛�，所以必須穩(wěn)定激光器的驅動電流和溫度。綜上需要調制激光器以確保檢測精度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。因此需要光源調制電路，包括電流調制電路和溫度調制電路，其具體結構如圖4-5所示。

4瓦斯?jié)舛阮A測系統(tǒng)的搭建與實現53圖4-23便攜式瓦斯檢測儀內部圖Figure4-23Theinteriordrawingofportablegasdetector圖4-24便攜式瓦斯檢測儀Figure4-24Theportablegasdetector除了本檢測系統(tǒng)自帶LCD液晶屏可以實時顯示瓦斯?jié)舛戎�，為了更方便和直觀對檢測并控制系統(tǒng)，以及保存歷史數據，使用VisualBasic6.0軟件設計如圖4-25所示的濃度預測系統(tǒng)平臺，通過與檢測儀通信，設定光源的工作電流和溫度，顯示并保存瓦斯?jié)舛取⑼L風量、該礦井的煤層含瓦斯量等相關參數，通過手動或自動調節(jié)權值，實時預測瓦斯?jié)舛炔@示預測誤差，實時預測界面如圖4-26所示。圖4-25上隅角瓦斯?jié)舛阮A測平臺的初始界面Figure4-25Theinitialinterfaceofuppercornergasconcentrationpredictionplatform

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]基于可調諧半導體激光吸收譜技術的甲烷濃度檢測[D]. 李志濤.電子科技大學 2017
[6]基于受限玻爾茲曼機的深度學習模型及其應用[D]. 張艷霞.電子科技大學 2016
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[8]基于TDLAS的光源驅動及信號檢測技術研究[D]. 楊文康.電子科技大學 2015
[9]鋼鐵企業(yè)高爐煤氣動態(tài)預測模型研究及應用[D]. 李鴻亮.東北大學 2014
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本文編號：3533737