郭清华
- 作品数：14 被引量：73H指数：6
- 供职机构：瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程机械工程理学自动化与计算机技术更多>>
- 基于激光自稳频技术的分布式多点甲烷检测系统研究被引量：13
- 2018年
- 为保证激光甲烷检测系统的长期稳定性,实现自动校准功能,同时大幅降低点式激光甲烷系统的成本,采用激光自稳频技术研发分布式多点激光甲烷检测系统。通过软硬件结合的方式实现激光自稳频,采用1/8光分束器将激光器出射光波分为8路,其中一路引入密封有恒定甲烷气体的参考气室,通过实时信号采集和处理得到甲烷吸收信号的二次谐波波形,提取出光波中心波长λ_1和工作范围Δλ_1,再通过闭环负反馈控制链路对激光器驱动电流进行自动调节。实验结果表明:在吸收波形中心位置处,波长控制精度达到0.000 1 nm,中心波长波动范围由1 653.697 5~1 653.749 6 nm减小至1 653.723 4~1 653.723 6 nm,波长工作光谱范围变化由0.138 1~0.159 6 nm减小至0.149 5~0.150 8 nm,将系统检测误差由原来的±4%减小至±0.5%;基于激光自稳频技术设计的分布式多点激光甲烷系统,能够实现多个测点甲烷的实时监测,其测量误差≤1%。采用激光自稳频技术,可以实现系统中工作波长的精确控制,进而保证激光甲烷检测系统在环境温度变化、器件老化等过程中性能的长期稳定性。
- 郭清华郭清华苟怡
- 关键词：光学检测激光稳频
- 氧气浓度和温度检测系统研究被引量：7
- 2015年
- 针对现有煤矿火灾探测技术存在的响应时间长、精度低、可靠性差等问题,基于可调谐激光光谱吸收检测技术,设计了一套氧气浓度和温度检测系统,并在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明,在0~100.0%氧气浓度范围内,系统测量误差小于1%;在253~1 000K气体温度范围内,系统测量误差小于2%。
- 龚仲强李军张书林郭清华
- 关键词：温度检测
- 分布式激光甲烷检测系统振动干扰诊断与辨识被引量：2
- 2018年
- 为消除外界振动对分布式激光甲烷检测系统的影响,在分析振动对光纤物理特性及甲烷检测的影响、振动波形频率特征的基础上,提出一种基于实时采样信号和设定频率信号的振动波形辨识算法。该算法通过傅里叶变换、互相关运算、最大相似系数判定和甲烷浓度解算等步骤,有效识别出不同频率的外界振动波形,进而可准确删除振动波形,消除外界振动对甲烷浓度测量值的影响。实验室测试及工业性测试结果表明,该算法能有效识别出不同频率的振动干扰,避免振动信号引入的测量误差。
- 郭清华
- 分布式光纤测温系统温度与定位补偿算法研究被引量：7
- 2021年
- 该文介绍了基于拉曼背向散射的光纤测温原理,包括光时域反射技术(OTDR)和光纤拉曼背向散射的温度效应,分析了拉曼分布式光纤测温技术的温度解析方法,阐述了分布式光纤测温系统原理;针对分布式光纤测温系统的实际应用问题,提出并推导了温度补偿方法,包括温差偏移和耗损非均匀分布引起的温度偏差;对光纤飘移补偿定位方法与断裂定位方法进行了分析说明。
- 苟怡郭清华
- 关键词：光时域反射拉曼散射温度补偿
- 基于多传感信息融合的输送带运输巷道火灾预警方法被引量：6
- 2017年
- 在Bayes基本算法的基础上,对煤矿输送带运输巷道光纤测温及灭火系统中多点温度、CO、烟雾数据的融合预警方法进行了研究。介绍了通过置信距离选取关联测点的方法,推导出多传感器数据火灾预警危险系数融合算法的最大后验估计式,并对该方法进行了模拟验证。
- 李军李军龚仲强张书林
- 关键词：多传感信息融合带式输送机光纤测温火灾
- 基于激光相位原理的煤巷两帮及顶底板移近量检测技术研究被引量：3
- 2015年
- 随着煤矿开采深度的增加和开采强度的加大,矿压事故也日益严重,约占煤矿事故的30%。煤矿矿压事故是一系列物理特征的综合反映,具体需要监测的物理量有支架的负荷、煤巷两帮及顶底板的移近量和煤层压力等。采用激光相位原理的测距技术具有精度高、稳定性好、安装使用方便等优势,非常适用于矿压监测中煤巷两帮及顶底板移近量的检测。
- 龚仲强李军孙世岭赵庆川张书林郭清华
- 关键词：矿压监测移近量
- 基于光纤测温的托辊轴温检测及热传导模型研究被引量：9
- 2020年
- 针对带式输送机运转过程中因传输托辊故障导致摩擦升温引发火灾的问题,基于热传导原理设计了2种用于不同测量需求的光纤温度传感装置,实验测试并分析了该2种感温装置的热传导灵敏度;设计搭建了胶带长度为50 m的带式输送机实验测试系统平台,开展了空间温度场数据仿真测试,根据模拟实验获得的数据,建立了托辊摩擦点温升与轴温热传导模型,以及轴温与热管光纤温度传感装置之间的热传导模型,用于火灾预警监测;模拟测试获得托辊轴承故障温度变化曲线,推导出托辊轴温升斜率函数,论证利用其最大温升斜率来辨识托辊坏轴。研究成果能够为煤矿、港口等工业现场的带式输送机系统火灾预警提供技术支撑。
- 郭清华
- 关键词：带式输送机托辊
- 基于光纤测温技术的带式输送机托辊故障识别算法研究被引量：16
- 2018年
- 针对带式输送机托辊出现轴损坏或表面破损导致输送带划破造成严重的安全事故和经济损失问题,利用带式输送机场安装的分布式光纤测温系统对托辊轴温历史检测数据展开分析、比较研究,提出了基于损坏托辊历史温升特征曲线的托辊故障识别算法和基于托辊每日温升与时间二维分布的托辊故障识别算法。采集了2个煤矿带式输送机的现场托辊温度数据进行测试验证。测试数据表明,损坏托辊历史温升特征模式算法的识别成功率在60%~70%;二维正态分布统计算法在识别正常托辊的成功率较高。研究成果能够为煤矿等工业现场的带式输送机系统托辊故障预警和识别提供新的技术方案。
- 郭清华
- 关键词：带式输送机光纤测温
- 煤矿动力灾害前兆信息传感技术发展与应用被引量：2
- 2022年
- 为了解决煤矿动力灾害前兆信息传感监测技术缺乏,传感设备精度低、稳定性差的问题,研究分析了煤矿动力灾害监测技术的发展趋势,提出以微震、应力、瓦斯体积分数监测技术作为突破点,开展光纤光栅微震、三轴应力、分布式多点激光甲烷等多参量光学传感技术研究。研制了基于光纤光栅传感原理的光纤光栅三分量加速度传感器、微震监测装置及系统,微震频率范围达到了0.5~300 Hz,平均定位误差约为11 m;研制了基于波分复用技术(WDM)的三轴应力传感器及监测装置,实现了三维空间应力向量测量,测量范围0~30 MPa,测量误差为3%;基于激光吸收光谱原理,利用光纤光路复用技术,结合参考气室自校正技术,研制了多光路同步数据采集的分布式多点激光甲烷监测装置及系统,测量范围0~100%CH_(4),测量误差±3%,标校周期达到120 d。最后,从采动应力扰动诱发动力灾害的本质出发,构建以微震监测、应力动态监测及煤矿环境监测三大系统相融合的煤矿动力灾害前兆信息集成监测技术架构,其中微震监测系统作为区域性监测手段,实时监测微震源位置、能量等宏观数据;应力动态监测系统作为临场性监测手段,以危险性预警为目的,实时判识冲击危险区域和危险程度;再结合煤矿环境监测系统监测的瓦斯涌出动态指标数据对煤与瓦斯突出现象进行准确监测与预警。该系统在山西新景矿进行了集中示范应用。
- 郭清华
- 关键词：动力灾害前兆信息
- 分布式多点激光甲烷检测系统研究被引量：7
- 2017年
- 针对传统甲烷检测系统存在的易受环境影响、检测精度低、稳定性差等问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和空分复用技术,设计了一种分布式多点激光甲烷检测系统。该系统采用波长1 653.7nm的分布式反馈半导体激光器作为光源;利用谐波检测法得到二次谐波和一次谐波信号幅值比来反演甲烷浓度;采用1分8光分束器,并结合参考气室实现多个测点甲烷浓度的实时检测。在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明该系统测量准确性高、稳定性好,可实现10km范围内测点的有效覆盖,在2.00%~85.0%甲烷浓度范围内,系统测量误差小于2%。
- 谭凯谭凯张远征郭清华
- 关键词：甲烷检测可调谐半导体激光吸收光谱
