專利名稱：光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瓦斯氣體監(jiān)測方法領(lǐng)域，具體為一種光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法。
背景技術(shù)：
在我國煤炭行業(yè)，瓦斯災(zāi)害始終是煤礦安全生產(chǎn)的大敵，已成為制約煤礦安全生產(chǎn)的主要因素。如今隨著煤礦開采工藝、開采技術(shù)手段的不斷改進(jìn)、開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及開采深度的不斷延伸，煤層瓦斯涌出量也越來越大，同時高瓦斯礦井也越來越多，安全隱患也越來越多。瓦斯事故特別是重、特大瓦斯事故在煤礦事故中占的比例也越來越高，造成的惡劣影響也越來越大。煤礦瓦斯監(jiān)測是我國當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理工作的重中之重。建立一個系統(tǒng)、全面的煤礦瓦斯實時監(jiān)測系統(tǒng)，對煤礦安全生產(chǎn)進(jìn)行有效監(jiān)控，這樣可以有效地預(yù)防和減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。瓦斯災(zāi)害實時監(jiān)測技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)，是預(yù)防瓦斯事故的重要防線和保障措施。針對以往瓦斯化學(xué)檢測方法的缺陷，國內(nèi)外都已經(jīng)發(fā)展了光學(xué)檢測，如光學(xué)干涉法瓦斯檢測器和紅外瓦斯檢測儀等，在儀器的測量精度和范圍等方面有了較大的提高，但這類儀器的主要問題是井下安全解決不了，以及單臺儀器的大量布點而導(dǎo)致整個監(jiān)測系統(tǒng)的造價太高，限制了應(yīng)用范圍，對此可以利用氣體分子的一條孤立的吸收譜線對瓦斯氣體的吸收光譜進(jìn)行測量，從而可方便地鑒別出瓦斯氣體，避免了光譜的干擾。傳統(tǒng)紅外在線傳感器通常受來自其它氣體成分(包括粉塵、水分背景成分等)交叉干擾影響，很難精確的校正背景氣體交叉干擾所帶來的數(shù)據(jù)誤差，此問題在探測含量很低時，顯得越來越嚴(yán)重，而且需要復(fù)雜的氣體采樣和預(yù)處理系統(tǒng)，響應(yīng)時間不能滿足實時響應(yīng)的需求，不能進(jìn)行有效的實時檢測控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的檢測方法易受干擾的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，其特征在于基于雙波長吸收光譜技術(shù)， 采用雙波長寬帶光源向注入氣室的混合氣體發(fā)射信號光，采用光接收裝置接收雙波長寬帶光源透過氣室中混合氣體的信號光，包括以下步驟
(1)根據(jù)待檢測的混合氣體，選取出雙波長寬帶光源的測量波長與參考波長 利用差吸光度ω的公式，應(yīng)用K系數(shù)法確定雙波長寬帶光源的測量波長與參考波長， 所述差吸光度ω的公式為
kA = Ai - O, = N7A3 - π,Α,式中:A為雙波長寬帶光源中的測量波長，Λ.2為雙波長寬帶光源中的參考波長，為混合氣體中干擾組分在測量波長下的吸光度，為3為混合氣體中干擾組分在參考波長下的吸
光度為測量波長下的掩蔽系數(shù)，為參考波長下的掩蔽系數(shù)，κ為系數(shù)
權(quán)利要求
1.光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，其特征在于基于雙波長吸收光譜技術(shù)，采用雙波長寬帶光源向注入氣室的混合氣體發(fā)射信號光，采用光接收裝置接收雙波長寬帶光源透過氣室中混合氣體的信號光，包括以下步驟(1)根據(jù)待檢測的混合氣體，選取出雙波長寬帶光源的測量波長與參考波長 利用差吸光度M的公式，應(yīng)用K系數(shù)法確定雙波長寬帶光源的測量波長與參考波長，所述差吸光度M的公式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，其特征在于 所述雙波長寬帶光源采用激光器經(jīng)過兩塊不同波長的單色器進(jìn)行選取得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，其特征在于 所述光接收裝置為光探測器，光接收裝置接收經(jīng)過氣室中混合氣體的信號光，所述光接收裝置將光信號轉(zhuǎn)換成電信號后傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊將處理后的數(shù)據(jù)送入計算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，其特征在于 在計算機(jī)中采用EDA軟件，通過BP算法設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的程序，然后寫入FPGA中以建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖傳感煤礦瓦斯的激光光譜吸收檢測方法，首先選取出雙波長寬帶光源的測量波長與參考波長，其次根據(jù)選取出的雙波長寬帶光源，利用波分復(fù)用技術(shù)對多個分別注入有混合氣體的氣室進(jìn)行檢測，得到混合氣體中待檢測瓦斯組分的濃度C，最后采用BP算法，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對待檢測瓦斯組分的濃度進(jìn)行預(yù)測，并建立待檢測瓦斯組分濃度的預(yù)測模型。
文檔編號G01N21/39GK102192894SQ20111007093
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者周孟然, 張海慶 申請人:周孟然