基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究

武汉理工大学博士学位论文基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究姓名：祁耀斌申请学位级别：博士专业：交通信息工程及控制指导教师：姜德生20090301基于光纤传感的危险环境安全监测方法和关键技术的研究作者：祁耀斌学位授予单位：武汉理工大学相似文献(6条)1.期刊论文李建新爆炸危险环境的电气设备的选择-化学工程与装备2008,(11)在石油天然气场站的设计中,经常需要选择防爆电气设备.本文就防爆电气设备的类型及选择进行了阐述.2.学位论文胡翠霞DANA电液控制动力变速箱换挡阀的防爆研究2009应用于煤矿井下防爆运输车的DANAT20000四速电液动力控制变速箱，利用电磁阀控制液动换向阀的控制油路，从而降低了驾驶员的劳动强度，提高了作业效率、可靠性和响应速度，成本低。但当电控换挡变速箱应用于含有爆炸性气体或粉尘的煤矿井下时，换挡电磁阀的动作可能会产生高温或火花，从而点燃爆炸性气体混合物或粉尘，引发火灾爆炸事故。因此，适用于该危险环境的变速箱必须具有防爆的性能。本论文研究的主要目的就是在防爆运输车使用DANA电液动力换挡变速箱基础上，提出如何对电液换挡阀进行防爆处理的几种策略，最后对其中两项防爆方式——本安型与隔爆型，进行设计并仿真。实现电磁阀的本安电路和结构设计，并对整个换挡控制阀进行隔爆处理。保证DANA电液动力换挡变速箱在煤矿井下工作的安全性能。换挡阀的本质安全设计包括：电路不同工作状态下等效电感的计算，电路的本质安全性能评估，本质安全电气参数的确定及本安元件的结构设计。最后，应用Pspice对电路仿真分析，确定最佳方案。换挡阀的隔爆设计包括：隔爆壳外形设计，隔爆壳壁厚的确定，隔爆结合面的长度、粗糙度、隔爆间隙的确定，隔爆箱体与盖板的连接及螺栓个数及大小的确定。综合ANSYS的分析结果，确定隔爆外壳各面板的推荐厚度。希望本研究对于未来设计防爆电磁阀时能有所帮助。同时，也希望能对防爆运输车辆的进一步研究提供理论参考。关键词：防爆运输车，DANA变速箱，本质安全电路，隔爆，PSpice3.学位论文越方禹光纤氧、乙炔气体敏感材料及其传感器性能研究2003气态氧和溶解氧的测定在医学、工业分析、环境监测等领域中具有重要的意义.由于光纤氧传感器具有本质安全、灵敏度高、检测精度高、响应时间快、不受电磁干扰等优点,并可对危险环境中的气态氧和溶解氧进行远程、连续和在线监控,近年来,其研究受到了人们的极大关注.该文以聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)为基质材料分别固定钌(Ⅱ)-邻菲咯啉(Ru(phen),3Cl,2)和钌(Ⅱ)-二氮杂菲(Ru(bathophen),3Cl,2)为荧光指示剂,制备出光纤氧敏感膜.采用锁相放大技术,这些膜在对气态氧和溶解氧进行测定时具有响应时间快、重复性和稳定性好等特点.对乙炔气体的在线检测在电力工业、石化等领域中十分重要.该文研制的吸收型光纤乙炔传感器是利用乙炔气体的特征吸收峰来在线检测乙炔气体的含量的,且整个过程利用的是光波导,因此它有本质防爆功能.在检测乙炔时该传感器响应快、重复性好.该论文内容主要包括以下两个主要方面:荧光指示剂合成和氧传感膜的制备及其性能研究与应用;吸收型光纤乙炔传感器的设计及其对乙炔气体的在线检测.(1)以PVC为基质材料,采用高分子膜法将荧光指示剂Ru(bpy),3Cl,2和Ru(phen),3Cl,2固定于其中制备出荧光性能优良的氧PVC敏感膜.实验证明了包埋Ru(phen),3Cl,2的PVC敏感膜性能相对较好,该敏感膜对气态氧的响应时间小于30s,检测下限为5ppm,检测精度为0.5％,具有较好的重复性和稳定性.(2)采用水合三氯化钌和4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉合成荧光指示剂——钌(Ⅱ)-二氮杂菲(Ru(bathophen),3Cl,2),通过红外光谱、荧光光谱等方法对该指示剂进行表征,得到其具有优良的荧光性能.将其固定于PS膜中制成PS敏感膜,由于该指示剂本质上不溶于水,在制备敏感膜时适当控制成膜配比,可最大限度地防止荧光指示剂的渗漏,因此该指示剂特别适合长期检测溶解氧.(3)设计出一种吸收型光纤乙炔气体传感器装置.从材料学的角度对光源、气室和光探测器进行了选择和研究.结合气相色谱仪对乙炔进行测定,得到该传感器检测下限为157ppm,响应时间小于3s,能较好地用于在线检测乙炔气体的浓度.4.学位论文陈兴用热聚法制备光纤氧传感器敏感材料及其性能，应用的研究2003气态氧和溶解氧的测定在医学、工业分析、环境监测等领域中具有重要的意义.由于光纤氧传感器具有本质安全、灵敏度高、检测精度高、响应时间快、不受电磁干扰等优点,并可对危险环境中的气态氧和溶解氧进行远程、连续和在线监控,近年来,光纤氧传感器及其敏感材料的研究受到了人们的极大关注.该论文采用热聚法(包括载体共价法和载体共价-交联法)制备氧敏感材料以及在此基础上制备了对葡萄糖敏感的敏感材料,利用氧测试实验或分光光度计对氧敏感材料进行性能评价,研究氧敏感材料在光纤气态氧传感器和光纤溶解氧传感器中的应用以及氧敏感材料在光纤葡萄糖传感器中的应用.该论文主要包括以下五个方面的内容:(1)载体共价法制备氧敏感材料:通过红外光谱、扫描电镜图谱和氧测试实验探讨该氧敏感材料的制备机理,通过氧测试实验评价该氧敏感材料的氧敏感性和稳定性,同时研究了各种因素对该氧敏感材料性能的影响(2)载体共价-交联法制备氧敏感材料:通过红外光谱、扫描电镜图谱和氧测试实验探讨该氧敏感材料的制备机理,通过氧测试实验和分光光度计评价该氧敏感材料的氧敏感性和稳定性,同时研究了各种因素对该氧敏感材料性能的影响(3)氧敏感材料在光纤气态氧传感器中的应用:该传感器的响应时间为10s,检测下限为5ppm,检测精度为0.5％,具有较好的重复性和稳定性,迟滞较小,使用寿命至少为1年,适合各种环境下气态氧浓度的检测.(4)氧敏感材料在光纤溶解氧传感器中的应用:该传感器的响应时间为20s,重复性和稳定性较好,不受溶液pH值的影响,但受水温影响较大,只能用于低温溶解氧的检测.(5)氧敏感材料在光纤葡萄糖传感器中的应用:采用热聚法制备氧敏感材料并在此基础上制各了生物敏感材料-葡萄糖氧化酶玻璃微珠.该生物敏感材料具有较好的生物活性,可用于检测溶液中葡萄糖浓度.5.期刊论文刘尹霞.訾贵昌.张晓红.葛华.LIUYin-xia.ZIGui-chang.ZHANGXiao-hong.GEHua基于基金会现场总线的本质安全系统-兵工自动化2007,26(4)基于基金会现场总线的本质安全系统,包括本质安全栅和本质安全电流隔离器.前者由并联齐纳二极管、串联限流电阻和保护熔断器构成的网络组成,具有在点燃危险环境前把过压、浪涌电流和过载电流安全转移到系统地.后者采用能防止浪涌电流或过载电流从安全区传输到危险场所的高度可靠的隔离措施来保证安全.6.期刊论文李明明.李伟.LIMing-ming.LIWei低功耗无线传感器网络节点的设计技术-测控技术2010,29(6)无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetwork)具有节点能量有限及电池更换困难等特点.无线传感器网络节点的功耗是影响整个网络寿命的关键.另外,低功耗技术也是影响传感器网络能否通过本质安全认证从而能在危险环境中得到应用的关键.从硬件及软件两个方面详细阐述了符合本质安全认证的低功耗嵌入式WSN节点的设计技术.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：0ae24831-74d6-4060-a06b-9e1700f8fbb0下载时间：2010年10月22日