煤矿瓦斯检测新技术：近红外光纤智能传感器研究

"这篇桂林工学院的硕士学位论文详细探讨了矿用新型智能瓦斯气体检测系统的研究，重点关注甲烷近红外光纤智能传感器在煤矿瓦斯实时监测中的应用。论文作者胡勇坚在导师程小辉的指导下，于2008年完成了这项研究。 甲烷作为瓦斯气体的主要成分，对煤矿安全构成重大威胁。为了有效预防瓦斯事故，提高检测技术和实时性至关重要。论文主要研究了以下几个方面： 1. 近红外光谱分析：利用1665nm的分布式反馈半导体激光器（DFBLD）进行甲烷气体的光吸收实验。通过分析朗伯比尔定律，探讨了光谱吸收常数与气体压强的关系，同时研究了光源功率波动和光路电路噪声对测量精度的影响。 2. 气体浓度计算：尝试以摩尔体积比（n/V）来计算气体浓度，并提出了一个新的朗伯比尔定律表达式，该表达式在不同气压下均适用，并通过实验数据进行了验证。 3. 传感器系统优化：研究了去除噪声和提高检测精度的技术，包括采用嵌入式系统替代传统PC机，并利用相关检测技术和差分检测技术来消除随机噪声和浪涌噪声，设计了底层数据检测电路，并通过仿真验证了设计的有效性。 4. 人工智能应用：在嵌入式系统设计中，结合人工神经网络和专家系统处理甲烷光纤传感器的数据，以提升系统的检测精度。提供了具体的神经网络和专家系统设计方案，并进行了实地测试。 5. 网络系统集成：论文还探索了将甲烷近红外光纤智能传感器集成到基于CAN总线的井下监测网络中，并通过光纤Modem连接到地面以太网系统，实现了对煤矿安全的实时网络监控。 关键词：近红外甲烷光纤传感器，DFB激光器，嵌入式系统，相关检测技术，人工神经网络。" 这篇论文深入研究了矿用新型智能瓦斯气体检测系统的各个关键技术，为提高煤矿安全监测提供了理论基础和技术支持。通过技术创新和应用人工智能，提升了瓦斯检测的准确性和实时性，对于保障煤矿作业人员的生命安全具有重要意义。