煤矿通风质量直接关系到井下工作面开采和掘进的安全,为保证进风质量,提出了一种基于微差压原理的矿用风筒风量传感器设计方案,主要采用基于M3内核的ADI微处理器ADUCM361控制整个系统的运行,内部集成的24位ADC采集经过微差压探头输出的信号,将其转换为相应的风速及风量值。着重介绍了风量检测原理、系统的硬件组成及软件设计。该设计方案已在煤矿现场得到了应用,满足了相关标准及用户的需求。

针对传统采用电化学式探头的氧气浓度传感器受温度影响大,输出易漂移,寿命短的问题,设计利用荧光猝灭式探头,研制了一种新型矿用氧气浓度传感器。该传感器以嵌入式微处理器为控制核心,利用WiFi通信模块,实现了测量数据及操控命令的无线传输。传感器自带温度补偿,测量精度高,输出稳定,探头寿命较电化学式高出1倍以上,且完全符合RoHS标准。

在电子设备领域，导光贴纸、背光模组以及液晶显示器是三个至关重要的组成部分，它们共同作用于显示系统，为用户提供清晰、明亮且舒适的视觉体验。以下将详细阐述这三个概念及其相关技术。 导光贴纸（Light Guide Sticker）： 导光贴纸是一种用于小型显示设备的光学组件，它利用光学原理将光源发出的光线均匀分布到显示区域。通常，导光贴纸由透明或半透明材料制成，表面经过特殊处理，如微结构刻蚀或印刷反光图案，以便更好地引导光线。其主要功能是使光线在狭小的空间内能够扩散，确保显示器的亮度均匀性。在设计时，需要考虑贴纸的材质、厚度、结构以及与光源的匹配度，以达到最佳的光效。 背光模组（Backlight Module）： 背光模组是液晶显示器（LCD）中的核心部分，负责为显示屏提供光源。它通常包含光源（如LED灯条）、扩散片、反射片、导光板等组件。LED灯条作为主要光源，其亮度和色温对整个显示效果有很大影响。扩散片的作用是使光线更加均匀，反射片则能提高光的利用率，防止光线从底部泄漏。导光板则是背光模组的关键组件，它将侧边的光源转换为面光源，以照亮整个显示屏。背光模组的设计需要考虑到能耗、亮度、色彩还原度以及寿命等因素。 液晶显示器（Liquid Crystal Display, LCD）： 液晶显示器是广泛应用于电视、电脑、手机等各种显示设备的技术。它的工作原理基于液晶分子的电光效应，通过控制电压来改变液晶分子的排列方式，进而调控通过液晶层的光量。LCD面板由多层结构组成，包括彩色滤光片、偏振片、液晶层、TFT驱动电路等。背光模组提供均匀的光源，而液晶层则根据电信号改变透光性，配合彩色滤光片产生不同颜色的像素，最终形成图像。 在设计过程中，导光贴纸、背光模组和液晶显示器的优化组合至关重要。例如，需要确保背光模组的亮度足够且分布均匀，同时要降低功耗；液晶显示器则需要有良好的对比度、响应速度和视角，以满足用户的需求。设计师还会考虑环境光的影响，调整背光模组的色温和亮度，以达到最佳的视觉效果。 导光贴纸、背光模组和液晶显示器在现代显示技术中扮演着不可或缺的角色。它们之间的协同工作使得显示设备能够呈现清晰、细腻且亮度适宜的图像，极大地丰富了我们的生活和工作。通过深入理解这些组件的工作原理和技术细节，可以为设计出更高效、更节能的显示设备提供理论支持。

为了加强在日常安全生产工作中对矿用电机故障的有效排查,避免因设备电机损坏影响生产效率造成的经济损失,从电动机运行中的电压、电流、转速、温度、振动强度等参数进行分析,特设计了一种基于单片机PIC16F877A的电动机运行安全综合监测系统,从而实现矿用设备电机运行安全综合监测,确保通过监测有效地限制设备损坏率和避免故障扩大化,保证整个动力设备的正常运行作业。

矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象，可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况，甚至会对钢丝绳造成二次伤害，影响检测结果。针对该问题，基于超声波测距及强磁检测原理，设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系统采用超声测距装置检测钢丝绳表面断丝翘起高度，若检测值超过限定距离则发出报警，若检测值未超过限定距离，则由强磁检测装置进一步探测钢丝绳损伤情况。测试结果表明，针对设置的20,30,35 mm钢丝绳表面断丝翘起高度，该系统的检测误差基本上不超过±2 mm，从而验证了该系统可有效、准确地检测钢丝绳表面断丝情况及断丝翘起高度，避免了表面断丝翘起过高对强磁检测装置等造成损伤。

针对现有煤矿井下精确人员定位系统采用大量有线通信线缆导致部署困难、成本高及紧急情况求援时智能化程度低等问题,设计了一种矿用智能精确人员定位系统。该系统中读卡器采用基于超宽带定位技术的到达时间测距方法准确获取人员标签位置,数据集中器通过LoRa无线通信技术收集读卡器采集的人员标签信息并上传至分站,地面监控中心根据分站上传的数据,在井下人员失去手动触发求救按钮能力时,通过紧急状况处理方案自动报警并通知管理人员。实测结果表明,该系统定位精度为1m,可在2km以内实现误码率小于5%的无线数据可靠传输,在井下人员失去手动触发求救按钮能力时自动报警率达93.5%以上。

设计了矿用离心风机故障诊断在线监测系统。该系统由传感器模块、信号采集模块、网络传输模块以及上位机等组成,通过传感器对风机的多种模拟、数字信号进行采集,采用以太网通信模块将监测的信息远程传输至监测上位机,并根据诊断算法实现矿用离心风机的在线故障诊断。

针对现有矿用电机保护灵敏度差、可靠性差等不足,提出了一种新型的矿用电机智能监测保护系统,该系统以TI公司的TMS320F28335为控制核心,采用光电编码器采集电机转速,以专用集成电路KYl01为核心,同时配合使用零序互感器,共同组成漏电监测电路。同时也解决了电机过流、欠流、堵转、短路等问题,具有稳定性好,可靠性高等优点。

设计了矿用微功耗、自供电、无线通信、自带显示屏、高精度的压力测量传感器。该传感器通过高精度压力测量模块、高精度A/D差分转换器、温度补偿采集单元、微功耗核心处理单元等部分完成当前压力值的采集和处理,通过自带液晶屏幕进行显示,采集信息通过无线或者RS485总线的方式将数据上传。设计传感器的应用解决了煤矿井下压力传感器工作模式单一、适应性差、通信电缆布置难度大、故障点多等问题。

人员定位系统能够在事故发生的第一时间对相关人员进行精确定位。当井下人员无法手动求救时,该系统能够及时利用定位技术的到达时间测距方法获取人员位置,定位系统中的数据集中器收集信息上传至分站,并迅速传输至地面监控中心,实现了该系统在紧急状况下的自动报警。实测结果表明,紧急状况下,2km以内无线数据传输的误码率小于3%,系统自动报警成功率达95.5%,实现了煤矿定位系统的智能救援。