论文摘要：煤矿安全监测系统在线校准技术研究

煤矿安全监测系统现在已经广泛应用于我国的煤炭行业，对煤矿安全生产和管理起到非常重要的作用。传感器部分是煤矿安全监测系统的核心，它的准确度影响到整个煤矿的安全。因此，《煤矿安全规程》规定：矿用传感器必须进行7~10天的日常校准。由于目前的校准方案是将传感器和网络系统分离后在实验室进行校准，使用极不方便，不能及时发现问题，存在安全隐患，所以煤矿安全监测系统迫切需要一套在线校准系统。本课题来源于质检公益性行业科研专项（200810002）。课题首先对传感器在线校准技术进行调查研究，阐述传感器在线校准技术的现状和趋势，分析传感器在线校准技术的难点。由此提出以对比校准为原理，以便携防爆为目标的煤矿安全监测系统在线校准装置总体设计方案。其次，课题分为四部分分别对矿用风速传感器在线校准系统、矿用温度传感器在线校准系统、矿用压力传感器在线校准系统和数据处理终端进行研究设计。矿用风速传感器采用小型的风机代替实验室中的大型风洞，能使设备做到便携式。系统中把热式气体质量流量计作为标准传感器，通过等效的方法和传感器克隆的方法解决了传感器校准过程中的量值传递问题。采用半导体制冷的方法设计了矿用温度传感器校准系统。系统能够自动加热和制冷，为矿用温度传感器的校准提供稳定的温度环境。标准传感器采用高精度的铂热电阻温度计，通过对比校准的方法对矿用温度传感器进行校准。矿用负压传感器校准系统摒弃了传统的手动气压泵给压的方法，采用水柱产生微压。标准负压传感器采用的是高精度的压阻式压力传感器，满足了校准需求。数据处理终端使用ARM9处理器搭建嵌入式硬件平台，实现系统需要的接口功能。同时，以嵌入式Linux操作系统作为软件平台，以Qt/Embedded为开发工具结合SQLite3数据库技术，实现友好的人机交互界面的设计，能够完成数据的采集、处理、查询、曲线显示和存储的功能。最后，课题对系统整体进行防爆处理，采用本安防爆和隔离防爆相结合的方法，使系统达到防爆要求，并且根据实验数据对系统性能进行分析，提出改进方法。

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