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用于煤矿热动力灾害监测的一氧化碳传感器 被引量：5
1
作者 姜萌 冯文彬 +2 位作者 高慧 张蒙 孟祥宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期793-799,共7页
煤矿热动力灾害主要分为瓦斯爆炸和煤自燃2种情况,在采空区2种灾害并非单独存在。煤自燃产生的一氧化碳含量较低,需要高灵敏度在线监测,而瓦斯爆炸预警需要满足快速响应和大量程。可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)采用窄线宽激光器,选择... 煤矿热动力灾害主要分为瓦斯爆炸和煤自燃2种情况,在采空区2种灾害并非单独存在。煤自燃产生的一氧化碳含量较低,需要高灵敏度在线监测,而瓦斯爆炸预警需要满足快速响应和大量程。可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)采用窄线宽激光器,选择性更好,因此适用于复杂的井下环境。但面对复合灾害监测,一氧化碳的特征吸收峰在近红外波段线强较弱,容易被其他井下背景气体(乙烷、乙烯、二氧化碳、水汽)谱线覆盖,造成误报警。因此选择2330 nm波段的一氧化碳吸收峰,该波段一氧化碳吸收峰强度高,可以实现高灵敏度检测,其次水汽在该波段的吸收峰较弱,只要识别甲烷和一氧化碳即可避免干扰。根据高分辨率分子透射吸收数据库HITRAN,可查询并计算该波段一氧化碳特征峰的吸收系数,及相邻的甲烷特征峰的吸收系数。基于可调谐激光吸收光谱技术TDLAS,采用2330 nm激光器,相应波段小型气室和锁相模块研制一氧化碳传感器。测试该传感器性能,结果表明,一氧化碳的1σ检测限为2.14×10_(-7),3σ检测限为6.4×10_(-7)。测试0~5×10_(-4)内的线性度优于2%。充入不同谐波信号气体,控制流速为10 mL/min,刷新时间2 s,测试响应时间T_(90)为6 s。为实现井下复杂背景下的一氧化碳准确检测,笔者提出一种组分智能识别方法。增加激光器波长扫描范围,扫描一氧化碳和其相邻的甲烷谱线,同时获得背景气的组分和谐波信号信息,甲烷检测限为1×10_(-6),与HITRAN数据库计算结果相符。充入混合气进行验证,测试结果表明,该方法可以实现一氧化碳和甲烷组分识别,避免井下复杂气体作为背景的交叉干扰,同时可以实现对一氧化碳气体的快速、高灵敏度测量,满足复合灾害监测的需求。 展开更多
关键词 煤矿热动力灾害监测 一氧化碳传感器 可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS) 组分识别 混合气检测
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SF_6分解气的近红外在线检测技术研究 被引量：5
2
作者 赵坤 姜萌 +2 位作者 李磐 张潮海 李梦齐 《导航与控制》 2017年第3期85-90,共6页
为满足SF_6绝缘电气设备故障监测与预警的实际需求,分析了国内分解气检测研究现状。对比近红外与中红外吸收光谱检测技术,提出近红外吸收光谱技术在线检测的技术方案。计算分析待测气体特征谱线的吸收系数、吸收光程和电路信噪比对精度... 为满足SF_6绝缘电气设备故障监测与预警的实际需求,分析了国内分解气检测研究现状。对比近红外与中红外吸收光谱检测技术,提出近红外吸收光谱技术在线检测的技术方案。计算分析待测气体特征谱线的吸收系数、吸收光程和电路信噪比对精度的影响,完成系统参数设计。提出SF_6分解气在线检测系统方案,实现对H_2S、HF和CO这3种气体测量。数据分析表明,系统检测精度优于5×10^(-7),表明该系统满足电力行业在线测量的需求。 展开更多
关键词 SF6分解气 红外吸收光谱 检测精度
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基于激光吸收光谱的SF6/N2混合气分解产物同时检测 被引量：2
3
作者 张爽 江翼 +4 位作者 姜萌 张静 黄勤清 杨旭 周文 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第9期69-72,共4页
针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提... 针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提出独立放大电路方案,研制样机并通入混合组分气体进行验证。根据获得二次谐波曲线和浓度随时间变化曲线表明,该系统目前可以实现的检测限为CO 10 ppm,H2S 4 ppm,HF 1 ppm,可以满足高灵敏度SF6分解气在线监测和故障预警需求。 展开更多
关键词 SF6分解气 激光吸收光谱 H2S CO HF 检测限
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针对SF_6分解气的多参数综合监测平台设计 被引量：3
4
作者 皮本熙 王艺钊 +2 位作者 赵博涛 聂德鑫 程林 《导航与控制》 2017年第3期74-78,共5页
设计了SF_6分解气多参数综合监测平台,选择多频正弦调制方法研发了基于FPGA的多通道锁相放大电路,并对多通道锁相放大原理进行了理论推导,提出一种多频调制信号的频率分配原则。搭建针对多组分气体的多参数综合监测平台,给出温度、压强... 设计了SF_6分解气多参数综合监测平台,选择多频正弦调制方法研发了基于FPGA的多通道锁相放大电路,并对多通道锁相放大原理进行了理论推导,提出一种多频调制信号的频率分配原则。搭建针对多组分气体的多参数综合监测平台,给出温度、压强、微水、SF_6纯度等传感器的集成方案。实验结果表明,本系统平台能够从较低浓度的H_2S、HF、CO混合气体中正确解调出二次谐波信号,不同气体的二次谐波之间干扰性较小,对弱吸收的CO气体信号提高2个数量级,实现了多组分微量气体的同时监测。 展开更多
关键词 多频正弦调制 FPGA 锁相放大电路 二次谐波 在线监测
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