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应用于煤自燃指标气体体积分数在线监测系统
被引量：
18
1
作者
赵晓虎
孙鹏帅
+7 位作者
杨眷
张志荣
张乐文
汤玉泉
孙苗
庞涛
刘旭
徐启铭
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期319-327,共9页
煤炭资源作为主要的化石能源,在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势,而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全,其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一,实时准确监测煤矿采空区...
煤炭资源作为主要的化石能源,在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势,而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全,其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一,实时准确监测煤矿采空区主要指标气体体积分数对防治煤自燃具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和多路复用的锁相技术,设计了一套集成度较高的多种指标性气体实时在线分析监测系统。该系统充分利用不同气体分子的“指纹”吸收谱线特征和DFB激光器的窄线宽、快速调谐的特性,通过检测目标气体的一条孤立的吸收线实现气体体积分数的快速检测,并在系统电路设计中采用多路扫描信号以及无相位误差的正弦调制信号,实现了使用一块锁相放大器,通过分时和自动切换通道对多采样点处的CH_(4),CO_(2),O_(2),CO,C_(2)H_(2)和C_(2)H_(4)等6种指标性气体体积分数同时在线监测。在实验室分别测试了系统对6种指标气体最低检测限分别为9.9×10^(-4),4.73×10^(-4),0.12%,7.2×10^(-7),1.3×10^(-6)和1.28×10^(-5),表明该系统具有较好的稳定度和较低的检测极限。并在合作煤矿通过井下束管抽采系统将采空区的进风巷和回风巷的气样,直接通入井下气体监测系统,完成实时气体体积分数现场试验验证,试验表明该系统可为煤矿安全生产和预警提供有效的数据保障,可以满足煤矿安全检测标准要求,促进对煤自燃特征信息指标体系的建立和分级预警方法的确定,便于实现对煤自燃隐蔽火源危险程度的判识和预警。
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关键词
可调谐半导体激光吸收光谱技术
煤炭自燃
气体体积分数
在线分析
谐波检测
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职称材料
半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析
被引量：
9
2
作者
吴涛
庞涛
+3 位作者
汤玉泉
孙鹏帅
张志荣(指导)
徐启铭
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期154-163,共10页
为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对...
为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对整个环路进行一阶人工分析,并且结合Tina-TI仿真引入参数可调的噪声抑制网络,保证目标设置频率下环路响应能力的同时具有较强的抗干扰能力。实验表明,该激光器电流驱动电路对目标频率10倍频程以上环路噪声的抑制可达到20 dB以上,并且对目标频率的调制波响应良好,频率的输出值与设定值最大偏差为0.001 Hz,控制线性度为0.9999,直流偏置下驱动电流2 h短期稳定度优于0.0056%,63 h长期稳定度优于0.011%,激光器功率控制线性度为0.9994,标准误差为0.09287。
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关键词
半导体激光器
噪声抑制网络
多种波形调制
一阶人工分析
Tina-TI仿真
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职称材料
题名
应用于煤自燃指标气体体积分数在线监测系统
被引量：
18
1
作者
赵晓虎
孙鹏帅
杨眷
张志荣
张乐文
汤玉泉
孙苗
庞涛
刘旭
徐启铭
机构
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
中国科学技术
大学
研究生院科学岛分院
合肥师范学院电子信息
系
统仿真设计安徽省重点实验室
皖北煤电集团陕西金源招贤矿业有限公司
中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院
环境
光学与技术重点实验室
台湾云林科技大学环境安全工程系
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第S01期319-327,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0805004)
国家自然科学基金资助项目(11874364)
中国科学院对外合作重点资助项目(GJHZ1726)。
文摘
煤炭资源作为主要的化石能源,在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势,而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全,其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一,实时准确监测煤矿采空区主要指标气体体积分数对防治煤自燃具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和多路复用的锁相技术,设计了一套集成度较高的多种指标性气体实时在线分析监测系统。该系统充分利用不同气体分子的“指纹”吸收谱线特征和DFB激光器的窄线宽、快速调谐的特性,通过检测目标气体的一条孤立的吸收线实现气体体积分数的快速检测,并在系统电路设计中采用多路扫描信号以及无相位误差的正弦调制信号,实现了使用一块锁相放大器,通过分时和自动切换通道对多采样点处的CH_(4),CO_(2),O_(2),CO,C_(2)H_(2)和C_(2)H_(4)等6种指标性气体体积分数同时在线监测。在实验室分别测试了系统对6种指标气体最低检测限分别为9.9×10^(-4),4.73×10^(-4),0.12%,7.2×10^(-7),1.3×10^(-6)和1.28×10^(-5),表明该系统具有较好的稳定度和较低的检测极限。并在合作煤矿通过井下束管抽采系统将采空区的进风巷和回风巷的气样,直接通入井下气体监测系统,完成实时气体体积分数现场试验验证,试验表明该系统可为煤矿安全生产和预警提供有效的数据保障,可以满足煤矿安全检测标准要求,促进对煤自燃特征信息指标体系的建立和分级预警方法的确定,便于实现对煤自燃隐蔽火源危险程度的判识和预警。
关键词
可调谐半导体激光吸收光谱技术
煤炭自燃
气体体积分数
在线分析
谐波检测
Keywords
Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy
coal combustion-spontaneous
gas concentration
online analysis
harmonic detection
分类号
TD752.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析
被引量：
9
2
作者
吴涛
庞涛
汤玉泉
孙鹏帅
张志荣(指导)
徐启铭
机构
中国科学院安徽光学精密机械研究所
中国科学技术
大学
电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室
中国科学院安徽光学精密机械研究所
台湾云林科技大学环境安全工程系
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期154-163,共10页
基金
国家自然科学基金(11874364,41877311,41775128)
中国科学院对外合作重点项目支持(GJHZ1726)
+4 种基金
中国科学院科技网络服务计划(KFJ-STS-SCYD-123)
安徽省重点研究与开发计划项目(201904c03020005)
安徽省科技重大专项(18030901054)
电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室开放基金课题(ZHD201706)
国家重点研发计划(2017YFC0805004)。
文摘
为了防止驱动电流的波动会影响半导体激光器激射波长及发光功率,设计了一款具有较强抗干扰能力的半导体激光器驱动电路。该驱动电路以深度负反馈架构为核心,通过STM32控制器调节输出电流直流信号的大小以及调制波信号的频率与幅值。对整个环路进行一阶人工分析,并且结合Tina-TI仿真引入参数可调的噪声抑制网络,保证目标设置频率下环路响应能力的同时具有较强的抗干扰能力。实验表明,该激光器电流驱动电路对目标频率10倍频程以上环路噪声的抑制可达到20 dB以上,并且对目标频率的调制波响应良好,频率的输出值与设定值最大偏差为0.001 Hz,控制线性度为0.9999,直流偏置下驱动电流2 h短期稳定度优于0.0056%,63 h长期稳定度优于0.011%,激光器功率控制线性度为0.9994,标准误差为0.09287。
关键词
半导体激光器
噪声抑制网络
多种波形调制
一阶人工分析
Tina-TI仿真
Keywords
semiconductor laser
noise-suppressing network
multiwaveform modulation
first-order manual analysis
Tina-TI simulation
分类号
TN248.4 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
应用于煤自燃指标气体体积分数在线监测系统
赵晓虎
孙鹏帅
杨眷
张志荣
张乐文
汤玉泉
孙苗
庞涛
刘旭
徐启铭
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
18
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析
吴涛
庞涛
汤玉泉
孙鹏帅
张志荣(指导)
徐启铭
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020
9
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职称材料
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