[实用新型]基于DSP和LIF的煤矿水源识别系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿安防领域，具体为基于DSP和LIF的煤矿水源识别系统。

背景技术

我国是世界上产煤量最多的国家之一。原煤总产量的90％以上属井工开采。然而，我国煤矿地质、水文地质条件总体来讲十分复杂，受水害威胁的煤炭储量约占探明储量的27％，仅华北地区受底板承压水威胁的煤炭储量约为160亿t。

煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。长期以来，因为煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。例如，1935年5月13日，山东淄博北大井由于巷道掘至与河水连通的断层带，造成突水，最大瞬时水量648m3/min，350名矿工遇难，矿井停产报废。直到43年后的1978年才恢复矿井生产；1984年6月2日，开滦范各庄2171综采工作面发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故，最大突水量2053m3/min，致使范各庄及其周边三对矿井被很快淹没。为救灾复矿，调集了当时基本上是全球范围内最权威的防治水专家和世界上最大的抽水泵进行抢险。地面注浆封堵工程规模和场面也是空前的。水患治理工程及相关工作历时近一年，直接间接经济损失超过5亿元。

另外，据不完全统计，从上世纪80年代至今的20余年里，我国有近250对矿井被水淹没，死亡近9000人，经济损失350多亿元人民币。仅1995年至2005年11年间共发生各类煤矿水害事故1391起，死亡5280人。约占各类煤矿事故死亡总数的7.6％，其中10人以上水害事故105起，死亡1881人。经济损失近210亿元。特别是最近几年，随着开采条件的变化，各类水害事故发生次数及死亡人数都呈上升势头。

出于能够快速、准确地检测煤矿生产建设是否处于正常工作状态，本实用新型公开了一种更可靠、更有效、更安全的基于DSP和LIF的煤矿水源识别系统，能够实时的对煤矿水样浓度进行监测，利用LIF理论，得出光谱数据研究突水水源中溶质浓度与激光荧光强度的关系，通过不同突水水样的特征光谱进行水源类型识别，为矿井突水灾害的预警提供决策依据。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：利用LIF理论，得出光谱数据研究突水水源中溶质浓度与激光荧光强度的关系，为矿井突水灾害的预警提供决策依据。

为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：基于DSP和LIF的煤矿水源识别系统，其特征在于包括：DSP数据处理模块、信号控制模块、CCD单元、激光器模块、电源模块、荧光探头模块、滤光模块和LCD模块；其中所述信号控制模块和LCD模块分别和DSP数据处理模块相连接；滤光模块和信号控制模块分别和CCD单元相连接；激光器模块和滤光模块分别和荧光探头模块相连接；激光器模块和电源模块相连接。

所述的基于DSP的煤气检测系统，其特征在于： DSP芯片为TMS320F2812的处理器。

所述的基于DSP的煤气检测系统，其特征在于：CCD选用线阵光电探测器型号。

所述的基于DSP的煤气检测系统，其特征在于：激光器采用GaN材料蓝光半导体。

本实用新型采用GaN材料蓝光半导体的激光发射固定波长405nm的激光，通过低损耗紫外光纤传输至微型荧光探头，进而对被测水体进行激发；被测水体受激辐射后发出荧光，由微型荧光探头接收，通过长通滤光片及带通滤光片的配合使用，最终由光谱仪检测接收。光谱仪内部的CCD光电探测器进行光电转换得到电信号，经过前置放大等信号处理电路送至DSP系统进行采集，处理后得到水质信息，并在LCD中显示结果。

本实用新型的优点是：本实用新型具有线路简单、操作灵敏、数据传输稳定可靠、便于维护、成本低等诸多优点。

附图说明

图1为本实用新型的硬件结构框图。

具体实施方式

结构框图如图1所示，基于DSP和LIF的煤矿水源识别系统，其特征在于包括：DSP数据处理模块、信号控制模块、CCD单元、激光器模块、电源模块、荧光探头模块、滤光模块和LCD模块；其中所述信号控制模块和LCD模块分别 和DSP数据处理模块相连接；滤光模块和信号控制模块分别和CCD单元相连接；激光器模块和滤光模块分别和荧光探头模块相连接；激光器模块和电源模块相连接，其特征在于：采用GaN材料蓝光半导体的激光发射固定波长405nm的激光，通过低损耗紫外光纤传输至微型荧光探头，进而对被测水体进行激发；被测水体受激辐射后发出荧光，由微型荧光探头接收，通过长通滤光片及带通滤光片的配合使用，以消灭进入光谱仪的激光散射，提高信噪比，最终由光谱仪检测接收。光谱仪内部的CCD光电探测器进行光电转换得到电信号，经过前置放大等信号处理电路送至DSP系统进行采集，处理后得到水质信息，并在LCD中显示结果。