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可调谐半导体激光吸收光谱式甲烷传感器温度补偿技术

发布时间:2018-09-04 15:35
【摘要】:随着可调谐半导体激光吸收光谱气体传感技术的发展,基于该技术的矿用甲烷传感器成为当前煤矿瓦斯监测领域的研究热点,相关产品已陆续投入煤矿现场应用,由于煤矿应用环境的复杂性,传感器测量准确性受环境温度的影响较大。针对这一问题,提出了一种基于分段插值和重心插值的自适应融合的迭代补偿算法,该方法首先取标定温度下浓度的值,计算传感器测量温度影响率,然后求出重心拉格朗日插值的不同温度下的插值函数,在此基础上再对被测浓度甲烷值进行分段插值得到新补偿温度影响率,由该新的补偿温度影响率得到补偿后的甲烷值,依此实现自适应的迭代对激光吸收光谱气体测试数据进行补偿,并进行了大量相关实验验证,在高瓦斯情况下,测量误差减小到1%,在低浓度瓦斯情况下,测量误差减小到0.01%;工程应用结果表明该补偿技术的应用有效的减小了传感器甲烷浓度测量的误差,为激光传感器在煤矿现场的正常运行提供可靠保障。
[Abstract]:With the development of tunable semiconductor laser absorption spectrum gas sensing technology, mine methane sensor based on this technology has become a hot spot in the field of coal mine gas monitoring, and related products have been put into use in coal mine field one after another. Because of the complexity of coal mine application environment, the accuracy of sensor measurement is greatly affected by environmental temperature. In order to solve this problem, an adaptive iterative compensation algorithm based on piecewise interpolation and barycenter interpolation is proposed. Then, the interpolation function of gravity center Lagrange interpolation at different temperatures is obtained, and then the new compensated temperature influence rate is obtained by piecewise interpolation of methane value of measured concentration, and the compensated methane value is obtained from the new compensation temperature influence rate. The self-adaptive iteration is used to compensate the measured data of laser absorption gas, and a large number of experiments are carried out to verify that, in the case of high gas, the measurement error is reduced to 1, and in the case of low concentration of gas, the measurement error is reduced to 1. The result of engineering application shows that the application of this compensation technology can effectively reduce the error of methane concentration measurement and provide a reliable guarantee for the normal operation of laser sensor in coal mine.
【作者单位】: 西安科技大学电气与控制工程学院;中煤科工集团重庆研究院有限公司测控技术研究分院;
【基金】:国家“十二五”科技重大专项子课题资助项目(2011ZX05041-004)
【分类号】:TD712

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2222595

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