光干涉甲烷检测仪干涉条纹的搜索与校正

光干涉甲烷检测仪干涉条纹的搜索与校正

一、光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正(论文文献综述)

陈成锋[1](2021)在《光干涉式甲烷测定器的零级条纹自动定位及性能研究》文中进行了进一步梳理为克服传统光干涉式甲烷测定器存在测量结果受主观影响大、人为引入的测量误差大等缺点,本论文分析了白光干涉条纹图样特征,选用光电转化器件CCD替代原目镜标尺结构来改进测定器,采用峰值提取和高斯拟合来自动定位零级条纹,利用水柱压力计标校测定器以获得测量甲烷浓度的线性关系式,搭建测试平台以及选择四种浓度甲烷标气,对测定器的测量精度和测量稳定性进行性能测试,并研究温度因素和非甲烷气体因素对测定器测量结果的影响。对不同甲烷浓度情况时形成的干涉条纹中的零级条纹进行精确定位,根据不同浓度情况时的零级条纹位置计算出条纹位移量,线性拟合了位移量与浓度值的关系式,即可利用线性关系式通过未知甲烷浓度引起的位移量来计算出浓度值。性能测试结果表明,对比MT 28-2005技术标准,改进后的测定器的测量误差皆优于标准要求。利用高低温试验箱进行测定器温度漂移实验,根据零点温度漂移情况采用线性补偿与二次项补偿,结果表明二次项补偿效果更好。理论计算了二氧化碳等煤矿井下常见的非甲烷气体的测定器测量值,通过标气浓度实验证明理论计算值和实验测量值基本接近,可利用理论计算公式来判断非甲烷气体的存在量对光干涉式甲烷测定器测量精度的影响。

王伟丽[2](2019)在《光干涉式甲烷测定器的使用及故障解决措施》文中指出介绍了光干涉式甲烷测定器的使用规范,分析了光干涉式甲烷测定器的故障及解决措施。分析认为,按照技术规范要求迅速排除故障并及时维修,能有效保障仪器的齐全完好,同时,光干涉式甲烷测定器的正确使用可以保障矿工的生命安全。

韩玉平[3](2019)在《浅谈光干涉型甲烷测定器的常见故障及调修方法》文中研究表明本文主要阐述了光干涉型甲烷测定器的常见故障以及调修方法,作为一种安全防护类计量器具,用于测定矿井下空气中甲烷的含量,光干涉型甲烷测定器应用广泛,使用便捷,可实时实地测量甲烷的含量,同时,该仪器的使用不当或者维保措施不到位,会直接影响其测量结果,导致计量员对矿井下甲烷的含量误测或误判,可能应发安全事故,掌握其调修方法和常见的故障处理,对光干涉型甲烷测定器的日常使用和维护大有用处。

朱安全[4](2018)在《光干涉式甲烷测定仪常见故障排除与维护》文中认为光干涉式甲烷测定仪主要用于煤矿井下和地下工程中空气中甲烷浓度的测量。由于它提供了准确的数据,并采取有效对策,避免了重大事故。光干涉甲烷测试仪是一种精密光电仪器,在煤矿复杂的环境中,它可以很容易地改变其性能,以确保甲烷在生产过程中的安全浓度以及科学准确的数据。因此,甲烷探测器提供及时的调试和必要的维护。首先,要确定仪器的维修是否有故障,一般故障是由光、电、气系统问题、松动元件位移、损坏等因素引起的,有一定的因果关系,因此,对测试仪的FA给出综合判断。按照技术规范的要求进行快速故障排除,及时维护,有效地保证了设备处于良好状态,频谱清晰,数据准确性科学。

李庆圣[5](2018)在《光干涉甲烷自动测量装置研制》文中认为瓦斯爆炸作为中国煤矿事故的首要原因,对我国的煤矿资源开采事业造成了巨大影响,所以对井下瓦斯浓度的监控技术的完善势在必行,从而避免这类事故的发生。光干涉型甲烷检测仪是现阶段我国煤矿业主要使用的一种实时监测仪,其具有测量数据稳定、检测范围广、使用期限长、无易损原件等优点。在现有利用光干涉技术检测的仪器中,大多将普通灯泡作为采集光源,并通过人眼直接观测到的条纹位移量,来计算所测瓦斯的浓度,而这就可能带来人为操作与人眼视觉导致的误差。为此本课题在光干涉型甲烷检测仪现有的测量方法上提出利用数字图像传感器(CMOS,Complementary Metal-Oxide Semiconductor)与现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)对干涉条纹进行自动化的采集与检测。并以FPGA为平台,实现了灰度化转换,中值滤波、二值化处理及骨架细化法的图像处理算法。最后通过USB接口,实现了数据的传输。系统的整体设计以及其中具体的每个模块,都在Altera公司的开发平台Quartos II以及嵌入其内部的逻辑分析仪Modelsim软件上完成了逻辑分析与应用仿真。分析与仿真的结果显示,将CMOS光电转换技术应用到条纹的采集,可大大提高采集的精度并避免人工测量所带来的误差;使用FPGA完成对图像数据的处理不但可以得到并不亚于软件算法处理的结果,还能大幅提升工作频率与处理数据的效率,从而达到对图像数据处理的实时性。本文设计的系统便于井下的操作实施并提升了检测精度,改善了传统光干涉型瓦斯检测系统的不足,在技术指标与实际应用方面都有着较大改进。并且为FPGA在光干涉型瓦斯浓度检测方面的应用做出了有益性的探索尝试,对未来以FPGA为核心的气体浓度的实时检测方面的应用设计有着积极的意义。

田宪凯[6](2014)在《数字型瓦斯检测仪设计》文中提出矿难事故给国家带来巨大的经济损失,给矿工个人和家庭带来惨痛的打击,而矿难事故多与瓦斯相关。因此我们要加强对瓦斯的监测,瓦斯检测仪的研究具有重大的意义。分析现行使用中的不同原理瓦斯检测仪,选择了光干涉式原理瓦斯检测仪进行改进,是因为它具有性能稳定、使用寿命长的优点,但现有的光干涉甲烷检测仪存在自动化程度低、测量方法繁琐、读数不直观,人为误差较大、不能存储数据的缺点。结合光干涉式瓦斯检测仪的检测原理,在原有光路的基础上,采用线阵CCD采集干涉条纹以取代刻度盘的非接触式测量方式。在AQG-1型甲烷气体检测仪机械结构的基础上采用MPS-CCD模块采集干涉条纹信息,经微控制器数据处理,实现光干涉式甲烷气体检测仪的数字化。数字型光干涉甲烷气体检测仪的设计主要分为:人机交互模块、图像采集模块和基本外设模块。通过实验的方式,借助压强式甲烷检测仪检定器,通过数据仿真确定求瓦斯浓度的算法,不依赖于光源波长,气室长度等机械结构固有参数。本仪器具有一键校零、数字显示、自动报警等功能。本检测仪采用基于ARM内核Cortex-M3的32位微控制器作为主控芯片,提高了仪器测量精度和反应灵敏度,仪器测量范围为0-4%时示值误差为0.05,4%-10%时示值误差为0.1,测量准确度高,可靠性强,为井下工人安全作业提供了保障。

胡晓红[7](2011)在《光干涉式甲烷测定器常见故障与处理》文中指出光干涉型甲烷测定器应用了光的干涉原理,迅速而准确地测定煤矿井下甲烷(俗称瓦斯)的含量,为煤矿安全生产提供保障。干涉条纹的调整是仪器大修中的重点和难点问题。本文对光干涉型甲烷测定器常见故障现象进行了原因分析,并介绍了故障的处理方法。

洪卫东[8](2010)在《煤矿瓦斯检测方法的技术分析》文中提出甲烷是瓦斯的主要成分,其浓度在一定范围内遇明火就会发生爆炸,给矿井安全带来巨大隐患;针对几种煤矿瓦斯检测方法(接触燃烧气敏法、半导体气敏法、光干涉法、红外光谱法、气相色谱法、光纤法等)进行了技术分析;并提出了瓦斯传感器未来研究方向。

刘靖琪,张静,傅刚,吴华建,胡智芳[9](2010)在《利用VB实现光干涉式甲烷测定器检定装置性能优化》文中研究指明介绍了液体压力计原理及甲烷测定器的检测方法,分析了液体压力计原理的光干涉式甲烷测定器检定装置检定光干涉式甲烷测定器时,其测量结果受环境影响的因素。实现了在VB 6.0编程环境下使用数据库综合考虑各影响因素,对装置性能进行优化。

黄俊杰[10](2009)在《光学数字一体式甲烷检定器研发》文中认为煤矿自然灾害较多,每个矿井都有发生冒顶、瓦斯爆炸的危险,一定数量的矿井还存在有煤与瓦斯突出的威胁。本文介绍了瓦斯的基本性质,瓦斯检测的现实意义,传统瓦斯检测方法介绍,催化瓦斯检测的基本原理,并主要介绍了本新型智能瓦斯检测仪的设计方法。本文采用光电传感检测技术,高精度分光技术,结合光数一体化检测方案,形成甲烷气体浓度的智能化测量装置,并带有基于串口的检测数据分析管理软件设计,可生产成便携式仪器,亦可作为计算机外围集成器件,实现在线同步监测。系统采用光电互补测量的设计方案,集光—数于一体,LED光源,能读光谱,又能直接数字显示,同时具备数据记忆,超限声光智能报警,内设温度传感器,温度、气压变化软件自动补偿,检测精度高,抗干扰强,稳定性好,在数字电路模块中还增添了多项人性化的仪器设计理念,可扩展,接口方便。弥补了传统光干涉甲烷检测仪只能读光谱,读数不方便,人为误差大的缺陷,实现了光学和电学,软件和硬件的有机结合。整个系统装置结构紧凑、操作灵活,特别适用于现场甲烷浓度检测。

二、光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正(论文提纲范文)

(1)光干涉式甲烷测定器的零级条纹自动定位及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤矿甲烷检测技术研究现状
        1.2.2 光干涉式甲烷测定器研究现状
        1.2.3 零级条纹定位算法研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
    1.5 创新点
2 光干涉式甲烷测定器光学系统
    2.1 测定器涉及的光学原理
        2.1.1 几何光学基本原理
        2.1.2 光干涉原理
    2.2 干涉仪结构
        2.2.1 雅明干涉仪
        2.2.2 测量原理
        2.2.3 甲烷浓度计算公式
    2.3 白光干涉条纹图样分析
        2.3.1 干涉条纹灰度特征
        2.3.2 CCD的应用
    2.4 本章小结
3 零级条纹自动定位研究
    3.1 峰值提取和高斯拟合的定位方法
    3.2 不同甲烷浓度的零级条纹定位应用
        3.2.1 高于1%甲烷浓度情况
        3.2.2 低于1%甲烷浓度情况
    3.3 本章小结
4 光干涉式甲烷测定器性能研究
    4.1 仪器标校及性能测试
        4.1.1 仪器标校
        4.1.2 性能测试
    4.2 温度影响
        4.2.1 零点温度漂移
        4.2.2 实验条件及结果
        4.2.3 温度补偿
    4.3 非甲烷气体影响
        4.3.1 二氧化碳影响
        4.3.2 氧气影响
        4.3.3 其他气体影响
    4.4 CJG10X测定器框架设计及产品检验
        4.4.1 框架设计
        4.4.2 产品检验
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
学位论文数据集

(2)光干涉式甲烷测定器的使用及故障解决措施(论文提纲范文)

引言
1 光干涉式甲烷测定器的使用规范
2 光干涉式甲烷测定器的日常维护
3 光干涉甲烷测定器的故障及解决措施
    3.1 零位漂移故障
    3.2 电路故障
    3.3 干涉条纹不符合要求
    3.4 测量室加压条纹弯曲
    3.5 加压条纹不动
4 结语

(3)浅谈光干涉型甲烷测定器的常见故障及调修方法(论文提纲范文)

一、常见故障:无干涉条纹或干涉条纹不清晰
二、常见故障:干涉条纹间隙过窄或过宽
三、常见故障:干涉条纹跑正或跑负 (又称漂移)
四、常见故障:干涉条纹上部或下部弯曲
五、常见故障:干涉条纹过粗或变虚
六、除了上述的常见故障之外, 导致测量结果不准的原因还有人为操作引起的误差
七、光干涉型甲烷测定器检定结果超差, 其原因可能还有以下几个方面

(4)光干涉式甲烷测定仪常见故障排除与维护(论文提纲范文)

1 电路故障处理方法
2 光路故障排除
3 数据精度调整
4 气道维护
5 结语

(5)光干涉甲烷自动测量装置研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及国内外研究的发展现状
    1.2 传统光干涉甲烷测量仪
    1.3 本论文主要研究内容
第二章 光干涉型甲烷检测仪设计原理
    2.1 相关光的产生
    2.2 常见干涉仪的类型与应用
    2.3 光干涉甲烷检测仪应用的光学原理
    2.4 光干涉甲烷检测仪检测原理
    2.5 本章小结
第三章 基于CMOS与FPGA的光干涉性浓度检测仪系统分析
    3.1 系统总框架
    3.2 FPGA技术分析
        3.2.1 FPGA的发展
        3.2.2 FPGA的基本原理与结构
        3.2.3 FPGA设计的基本原则
    3.3 图像传感器概述
        3.3.1 CCD概述
        3.3.2 CMOS概述
        3.3.3 CMOS与CCD性能比较
    3.4 SDRAM概述
        3.4.1 SDRAM结构及其基本原理
    3.5 I2C总线技术分析概述
    3.6 USB总线技术分析概述
    3.7 本章小结
第四章 基于CMOS与FPGA的光干涉甲烷检测系统设计及仿真
    4.1 系统的总体设计
    4.2 采集模块设计
        4.2.1 OV5640 图像传感器
        4.2.2 I2C总线控制器的设计
        4.2.3 I~2C模块测试仿真
    4.3 图像预处理模块
        4.3.1 图像预处理算法
        4.3.2 预处理算法的实现
        4.3.3 结果分析
    4.4 USB数据传输模块
        4.4.1 CY7C68013A芯片
    4.5 本章小结
第五章 系统调试
    5.1 实验装置
    5.2 实验调试
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题研究总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(6)数字型瓦斯检测仪设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外发展现状及分析
    1.3 课题来源及研究的主要内容
第2章 光干涉式甲烷检测仪的测量原理
    2.1 光干涉式甲烷检测仪的光学原理
    2.2 光干涉甲烷检测仪的测量原理
    2.3 本章小结
第3章 数字型瓦斯检测仪硬件设计
    3.1 数字型甲烷检测仪的系统架构
    3.2 光源的选定
    3.3 数据采集模块设计
        3.3.1 线阵 CCD 简介
        3.3.2 线阵 CCD 的驱动
        3.3.3 线阵 CCD 模块的选择
    3.4 系统 MCU 的选型
    3.5 外设接口设计
        3.5.1 外部存贮器接口设计
        3.5.2 键盘接口设计
        3.5.3 STM32 与液晶显示器接口设计
        3.5.4 电源模块设计
        3.5.5 温度测量及报警电路
    3.6 本章小结
第4章 数字型瓦斯测仪软件设计
    4.1 应用软件功能模块构成
    4.2 软件流程及算法
        4.2.1 软件流程
        4.2.2 MPS-CCD 模块
        4.2.3 外接 RAM 接口软件流程
        4.2.4 按键检测流程
        4.2.5 位置偏移软件算法
    4.3 本章小结
第5章 数字型瓦斯检测仪实验及不确定度分析
    5.1 数字型瓦斯检测仪实验
    5.2 实验结果不确定度分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(7)光干涉式甲烷测定器常见故障与处理(论文提纲范文)

1 没有干涉条纹
2 干涉条纹漂移
3 干涉条纹不清楚
4 干涉条纹倾斜
5 干涉条纹产生弯曲

(9)利用VB实现光干涉式甲烷测定器检定装置性能优化(论文提纲范文)

1 液体压力计
    1.1 工作原理
    1.2 排除大气的影响
    1.3 容器截面比值修正
2 测定器的检测
    2.1 标准气样法
    2.2 气压法
3 VB程序设计
4 优化结果分析
5 结论

(10)光学数字一体式甲烷检定器研发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的提出及研究意义
        1.1.1 引言
        1.1.2 甲烷气体概论
        1.1.3 甲烷浓度检测简介
    1.2 光干涉甲烷检测仪和其他类型甲烷检测仪的比较
        1.2.1 测量范围和精度
        1.2.2 外界环境因素的影响
    1.3 本仪器设计指标及功能
        1.3.1 传统目测式光干涉甲烷检测器的不足
        1.3.2 本仪器主要技术指标
        1.3.3 主要集成功能和特点创新
    1.4 本章小结
第二章 仪器整体分析与研究
    2.1 引言
    2.2 新型智能甲烷检测仪整体分析
    2.3 光学基础知识
        2.3.1 电光源基础知识
        2.3.2 激光光源
        2.3.3 LED光源
    2.4 光路改进分析
        2.4.1 光的透射
        2.4.2 光的反射
        2.4.3 光的干涉
        2.4.4 分光棱镜的采用
    2.5 电源改进分析
        2.5.1 升压电路
        2.5.2 恒流源电路
    2.6 本章小结
第三章 CCD应用及驱动电路设计
    3.1 CCD应用技术简介
        3.1.1 CCD器件的主要特性参数
        3.1.2 各国CCD发展现状
        3.1.3 CCD发展趋势
        3.1.4 CCD应用
    3.2 典型CCD光学系统
        3.2.1 焦点、焦平面
        3.2.2 主点、主平面
        3.2.3 光学系统中光栅的作用
    3.3 CCD驱动设计
        3.3.1 可编程逻辑器件设计方法
        3.3.2 CCD驱动电路的时序要求
    3.4 本章小节
第四章 单片机智能电路设计
    4.1 单片机应用综述
        4.1.1 单片机历史及其应用领域
        4.1.2 单片机常用芯片选型简介
    4.2 CCD输出信号前置处理
        4.2.1 CCD输出信号(OS)前置放大电路
        4.2.2 CCD输出信号滤波电路
    4.3 单片机数据采集方法
    4.4 单片机控制接口电路
        4.4.1 RS232接口电路
        4.4.2 RS485接口电路
        4.4.3 EEPROM电路
        4.4.4 实时时钟电路
        4.4.5 温度传感器电路
        4.4.6 12864液晶接口电路
        4.4.7 USB接口电路
        4.4.8 蜂鸣器电路
    4.5 本章小节
第五章 软件设计与仪器整体集成
    5.1 CCD驱动时序的VHDL实现
    5.2 驱动电路时序仿真与实验测试
    5.3 检测软件功能模块组成
        5.3.1 检测流程分析
        5.3.2 检测程序C语言实现
    5.4 上位机数据管理分析软件实现
        5.4.1 Visual Basic编程语言
        5.4.2 通信控件MSComm使用
        5.4.3 上位机软件实现
    5.5 仪器整体集成
    5.6 本章小节
第六章 总结与展望
    6.1 研究成果总结
    6.2 进一步的展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目
致谢
附录

四、光干涉型甲烷测定器干涉条纹的寻找与校正(论文参考文献)

  • [1]光干涉式甲烷测定器的零级条纹自动定位及性能研究[D]. 陈成锋. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
  • [2]光干涉式甲烷测定器的使用及故障解决措施[J]. 王伟丽. 机械管理开发, 2019(09)
  • [3]浅谈光干涉型甲烷测定器的常见故障及调修方法[J]. 韩玉平. 冶金管理, 2019(03)
  • [4]光干涉式甲烷测定仪常见故障排除与维护[J]. 朱安全. 科技创新导报, 2018(19)
  • [5]光干涉甲烷自动测量装置研制[D]. 李庆圣. 中北大学, 2018(10)
  • [6]数字型瓦斯检测仪设计[D]. 田宪凯. 哈尔滨理工大学, 2014(07)
  • [7]光干涉式甲烷测定器常见故障与处理[J]. 胡晓红. 科技传播, 2011(18)
  • [8]煤矿瓦斯检测方法的技术分析[J]. 洪卫东. 淮南职业技术学院学报, 2010(04)
  • [9]利用VB实现光干涉式甲烷测定器检定装置性能优化[J]. 刘靖琪,张静,傅刚,吴华建,胡智芳. 矿业安全与环保, 2010(S1)
  • [10]光学数字一体式甲烷检定器研发[D]. 黄俊杰. 湖南科技大学, 2009(07)

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光干涉甲烷检测仪干涉条纹的搜索与校正
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