新型智能甲烷检测仪的研究

该项目对传统电桥检测电路进行了根本性的改进，创新采用了电流补偿恒温控制检测方法和双桥检测法，实现了恒温甲烷检测和环境温度补偿，使甲烷检测仪的主要性能指标有了突破性的提高。与国内外同类产品相比，该项目研究的新型智能甲烷检测仪主要有以下特点：①检测范围大；②检测精度高；③测值稳定性好；④改善了甲烷催化敏感元件的工作条件，     

基于STM32RBT6的便携式甲烷浓度检测仪

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测, 设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、 以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、 片上集成高精度数模转换电路、 铁电存储器、 集成USB（Universal Serial Bus）接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高, 通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线, 整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试, 配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、 提升了检测系统给的性能。     

基于超声波声衰减的甲烷浓度测量方法

依据混合气体中的声衰减系数随气体成分改变而变化的特性,研究了声波的衰减与介质本身性质的关系,提出了甲烷浓度的声衰减检测方法.通过测量超声波在不同介质中的声衰减强度,建立甲烷浓度与声衰减系数的数学模型,并结合测量电路实现对检测方法的验证.实验结果表明,在甲烷浓度比较低时,超声波接收探头测量出的声衰减系数与甲烷浓度呈线性关系.浓度相对误差小于2%,符合国家测量标准,可推广到其他气体浓度检测中.     

G001034-09

鉴定证书编号苏科鉴字[2000]第348号 组织鉴定单位江苏省科委 权属单位中国矿业大学 地址江苏省徐州市中国矿业大学 (221008) 鉴定日期 2000.6.30 该项目对传统电桥检测电路进行了根本性的改进,创新采用了电流补偿恒温控制检测方法和双桥检测法,实现了恒温甲烷检测和环境温度补偿,使甲烷检测仪的主要性能指标有了突破性的提高.与国内外同类产品相比,该项目研究的新型智能甲烷检测仪主要有以下特点:①检测范围大;②检测精度高;③测值稳定性好;④改善了甲烷催化敏感元件的工作条件,延长了其使用寿命;⑤具有甲烷气体动态监测预警、数字调校和检测数据储存等智能化功能.研究的仪器经国家煤矿防爆安全产品质量检测中心检测,主要性能指标较国家标准的规定要求大幅度的提高,达到了预期研究目标.     

基于ZigBee技术的瓦斯气体浓度红外探测警报系统

针对当前甲烷传感器技术普遍存在的问题,以及检测条件受环境因素制约大,甲烷浓度检测不标准,操作繁琐等状况,给出了一种基于红外吸收光谱技术来测量矿井内瓦斯气体浓度的设计方案和实现方法.采用依据气体分子红外选择性吸收理论的传感器,由差动放大电路将微弱信号放大,通过CC2530模块进行数据处理,并将数据无线传输到监控中心,最终实现瓦斯浓度超标后的报警功能.     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

浅谈气相色谱分析中甲烷的线性问题

为了满足不同气源的宽范围的甲烷含量都能精准地用气相色谱仪进行检测，对甲烷在宽范围内的线性进行了测试，结果显示甲烷具有很好的线性。     

光纤瓦斯转换装置及其在瓦斯抽采发电中的应用

设计了一种甲烷测量装置。该装置采用锯齿波调制的DFB激光器作为检测光源，利用光谱吸收的原理，实现对甲烷浓度的实时检测等功能。具有测量精度高，抗干扰能力强，使用寿命长等特点。本文首次报告了光纤瓦斯检测装置在煤矿瓦斯抽采监测方面的现场监测结果。     

基于光电传感器的毛丝检测电路系统的研究

本文提出了一种能在粘胶长丝的络丝工艺过程中实时检测毛丝的方法，基于此方法设计了毛丝检测装置，该装置以毛丝检测电路为基础，使用89C51单片机作为系统的主控制器，通过信号处理电路，计数测量电路，功率调节电路，键盘显示电路，执行机构驱动电路，完成毛丝检测和计数的功能。经过实际运行表明，该系统测量稳定可靠，成本低廉，而且体积小。     

光纤气体传感器的研究

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的机理,研制一种光纤式气全监测仪。根据被测气体的吸收峰对应的波长选择ＬＥＤ作为光源。采用不同频率的光源驱劝电路实现多种气体浓度的产时检测。为保证测量精度,信号处理采用相敏以及测量信号与参考信号比值技术。对甲烷和乙炔气体浓度的检测实验表明,系统具有一定的检测灵敏度和精度。仪器和系统不驻适于甲烷和乙炔气体浓度的检测,稍加改变结构参数,也可测量其它气体的浓度。     

矿井智能瓦斯传感器自动调零灵敏度的研究

从矿井智能瓦斯传感器自动调零和校正灵敏度的机理出发，对现场测试结果进行统计分析，以求得补偿零点和校正灵敏度的依据。设计了以80C31单片机为核心的自动调校系统，进行了系统的硬件设计和软件调试，并给出系统自动调校前后的试验对比结果。     

Changing boreal methane sources and constant biomass burning during the last termination

Past atmospheric methane concentrations show strong fluctuations in parallel to rapid glacial climate changes in the Northern Hemisphere superimposed on a glacial-interglacial doubling of methane concentrations. The processes driving the observed fluctuations remain uncertain but can be constrained using methane isotopic information from ice cores. Here we present an ice core record of carbon isotopic ratios in methane over the entire last glacial-interglacial transition. Our data show that the carbon in atmospheric methane was isotopically much heavier in cold climate periods. With the help of a box model constrained by the present data and previously published results, we are able to estimate the magnitude of past individual methane emission sources and the atmospheric lifetime of methane. We find that methane emissions due to biomass burning were about 45 Tg methane per year, and that these remained roughly constant throughout the glacial termination. The atmospheric lifetime of methane is reduced during cold climate periods. We also show that boreal wetlands are an important source of methane during warm events, but their methane emissions are essentially shut down during cold climate conditions.     

巷道气体分层流特性分析

在瓦斯隧道的施工和矿井工作面的生产过程中顶板出现瓦斯层状积聚,是导致地下工程灾害的重要危险源,含有瓦斯积聚层的巷道风流属气体密度分层流,给出巷道气体分层流的数值计算模型,在与实验结果对比基础上,进行了计算机数值模拟,并分析了巷道气体分层流的特征,讨论了影响瓦斯积聚层气体速度降低,和积聚层瓦斯浓度稳定的因素。     

沁水盆地南部煤层气藏特征

以油气、煤田和煤层气勘探阶段积累的资料为基础,系统探讨了沁南煤层气藏的特征。通过对气藏静态特征（包括煤层空间几何形态、煤层气成分和含量、储层物性、吸附特征、储层压力及封闭条件）和动态过程（包括煤层气形成、运移和聚集）的分析,指出晚古生代的煤层在经历了印支期和燕山期两次煤化作用生成的煤层气,在喜马拉雅期遭受了严重的调整与改造后逐渐形成现今的沁南煤层气藏。直接控制该煤层气藏中煤层气富集程度的因素为顶底板与边界断层。目前的高产煤层气井基本上都位于地下水滞流区。     

煤层气的富集成藏类型初探

通过对煤层气赋集成藏因素和机理的分析，结合煤层气勘探中有煤层却没有煤层气赋集，有煤层气赋集未必是勘探的有利选区等地质认识，探讨了煤层气藏的概念，并根据煤层气藏的成因和构造形态对煤层气藏类型进行了详细划分，共划分了8种煤层气藏类型，包括了目前所有已经发现煤层气藏类型。并认为只有在含气饱和度较高的煤层气藏，且具有较高的渗透率，才能成为煤层气勘探的有利区块。     

沁水盆地煤地质与煤层气聚集单元特征研究

通过对沁水盆地煤层气聚集单元分析,可以看出煤层气聚集单元划分需要查明影响煤层气成藏的各种地质因素。煤层气聚集成藏是天然气成藏中的特殊情况,其特殊的成因机制使得聚集单元分析不能套用常规石油天然气聚集单元的划分原则,其中煤地质基础研究特别是煤层气基础研究是煤层气聚集单元分析的基础;对于一个完整盆地,煤聚积规律研究对煤层气最为重要,因此应该在高分辨率层序地层单元划分的基础上进行精细的富煤单元分析;对于指导煤层气勘探与开发,盆地内部次级单元的划分是实用的,也是难度更大的;沁水盆地煤层气聚集单元可以用以下“富气区”描述,即沁南极富气区、东翼斜坡带富气区、西翼斜坡带低富气区、西山较低富气区和高平一晋城低富气区,因此沁南区是煤层气成藏有利区。     

沙曲矿煤层瓦斯赋存特征及抽放前景

通过对煤层瓦斯赋存特征的研究,认为沙曲矿煤层瓦斯生储类型理想,储量丰富,煤层透气性良好,瓦斯抽放的前景广阔;文中还对该矿瓦斯抽放与利用方式进行探讨。     

用煤层气作为燃料对节能减排的意义

煤层气与煤炭伴生,是以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气,是一种清洁能源。论述了山西省煤层气开采的现状及作为锅炉燃料的特点,分析了山西省煤层气产业化发展的有利条件和开发煤层气的重要意义。     

SDS促进剂对甲烷水合物蓄冷量的影响

甲烷水合物蓄冷量的确定是甲烷水合物蓄冷降温技术实现工业化的关键。为探究SDS对甲烷水合物蓄冷量的影响,根据Clausius-Clapeyron方程及三参数对应态原理,建立甲烷水合物蓄冷量的计算模型。利用可视化水合物蓄冷实验系统,结合定温压力搜索法测定四组不同SDS浓度体系下甲烷水合物的相平衡条件。依据实验数据和该模型计算得到不同体系、不同相平衡参数下甲烷水合物的蓄冷量。结果表明:甲烷水合物具有较高的蓄冷密度,蓄冷量达40~60 kJ/mol;甲烷水合物的蓄冷量不但与相平衡条件有关,还与SDS的添加浓度有关。相平衡温度越高、SDS添加浓度越高,甲烷气体生成水合物时蓄冷量越低。该研究为甲烷水合物蓄冷降温系统的研制提供了参考。