基于紫外探测的井下阻隔防爆系统的研究

发布时间：2019-11-25 19:44

【摘要】：在煤矿安全生产中,瓦斯煤尘爆炸严重威胁着井下工作人员的生命安全,制约矿井生产的发展,因此,对瓦斯煤尘爆炸火焰传播的阻隔抑制成为了当前一项重要任务。自动喷粉抑爆装置采用主动抑爆技术可有效抑制爆炸向保护区域的传播,其中火焰探测器作为井下阻隔防爆装置的重要组成部分,直接关系到阻爆抑爆的成功与否,因此必然成为研究的重点对象。光谱检测方式是目前应用最为广泛的火焰检测方式,紫外光检测与红外光检测相比,它能够避开复杂的背景噪声,从而能极大减少控制系统处理信号的工作量,具有可靠性高、灵敏度高、响应速度快等特点。本论文中所指的紫外火焰探测器将应用于井下阻隔防爆系统中,在阻隔防爆装置(特指抑爆装置)的规范中对火焰传感器的响应时间有严格的要求,紫外传感器的种种优点使其成为抑爆系统中探测爆炸火焰的首选。但是,在常用的单路紫外传感器探测时,由于背景干扰影响的存在,易产生误报现象,而使用多路紫外传感器探测时又会由于传感元件紫外光敏管的自放电现象导致多路传感器之间产生干扰,因此须通过一定的措施消除自放电干扰,增强火焰探测器的稳定性。本论文基于紫外脉冲法设计了一种双路紫外火焰探测器,能极大消除误报现象,快速响应爆炸火焰信号,同时可有效抑制自身放电干扰,提高探测可靠性。基于上述紫外火焰探测器的开发以及STM32微控制器等技术,本论文设计出了一套自动喷粉抑爆装置(简称抑爆装置),给出了核心部分火焰探测器和抑爆控制器软硬件详细设计方案,并结合市面上的矿用本安电源和抑爆器进行了连接测试,通过试验测得的数据说明了阻隔防爆装置能够很好的实现瓦斯(瓦斯煤尘)爆炸火焰传播的阻隔抑制。为了验证阻隔防爆装置在巷道中应用时的抑爆效果,本论文给出了井下阻隔防爆装置巷道试验平台的方案设计,通过此平台不仅可有效检测阻隔防爆装置的性能,而且还可用于研究瓦斯煤尘爆炸火焰在巷道中的传播规律,为撰写阻隔防爆装置在井下的安装规范提供理论依据。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD684

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本文编号：2565832