光干涉甲烷自动测量装置研制

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weiwu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
目的探讨急性缺血性卒中(AIS)患者重组组织型纤溶酶原激活剂(rt‐PA)静脉溶栓疗效的影响因素以及血管性血友病因子(vWF)、白介素‐1β(IL‐1β)基因多态性对AIS患者rt‐PA静
随着市场经济的发展,我国中小制造企业之间的竞争越来越激烈,因此,如何进行成本管理来有效的降低企业成本,进行合理的成本控制,成为企业生存发展的关键。传统成本管理虽然在
在加快产业转型升级的背景下,湖南职业教育的未来发展方向,就是要构建与现代产业体系相适应的现代职教体系。这是因为,产业结构和就业结构的发展变化要求职业教育体系与之相
全球性的技能短缺问题在中国以旷日持久的“技工荒”的形式表现出来,这对有着巨大技能人才需求的我国形成了很大的考验,也使职业院校技能人才培养的低效问题表现得更加明显。
<正>如大家所料,国企改革再成两会热点。在改革大背景下,新一轮国企改革尤为引人关注。纷繁众多的建议中,不少已偏离了国企改革的主题,有些甚至在借改革之名行反国企之实。因
<正> 莴笋是我市的骨干菜之一,历年因霜霉病严重,影响莴笋生产的发展。1984~1985年,通过田间试验、示范,证实乙磷铝防治莴笋霜霉病效果好。一、试验、示范工作情况 1983年秋选
伴随中国城镇化进程不断加速,经济结构,家庭结构变化及人口流动性增强,使得社区儿童教育完善需求日益突出,越来越受到社会和人们的关注,同时推进了社会服务创新。社会建设重要人才
民族情感是民族心理特征之一。将民族情感融入到室内设计中,使本民族的消费者在室内空间中能够得到情感共鸣,同时,也使不同民族的消费者在室内空间中能够了解和认同这个民族的情
针对CFC和HCFC及HFC类制冷剂对大气臭氧层、全球温室效应影响问题,采用对比分析方法,分析了CO2作为替代制冷剂的明显优势和不足及应用前景。结果表明,CO2是理想的环保制冷剂