摘要：高浓度黏稠膏体管道输送正朝着高压力、大浓度、长距离、大口径方向发展,但随着输送距离与泵送压力提高,输送系统会出现物料严重返流和管道剧烈振动。上述问题均受长输系统中高浓度黏稠膏体受压后弹性恢复影响,与高浓度黏稠膏体体积弹性模量有关。为建立高浓度黏稠膏体体积弹性模量的预测模型,以煤泥膏体为例,采用定义法设计煤泥膏体体积弹性模量的实验装置,并对实验装置进行误差分析,研究了压力、环境温度、含气量对体积弹性模量单因素影响规律。研究发现相同压力下,煤泥膏体体积弹性模量随环境温度、含气量的增大而减小,随压力呈非线性变化,当压力较小时,体积弹性模量随着压力上升而急剧增大;当压力超过一定值,体积弹性模量趋于稳定;当压力继续增大,超过一定界限,其值会继续增大。通过回归分析,在煤泥膏体压缩阶段,体积弹性模量与环境温度的变化规律与压力无关,体积弹性模量随环境温度、含气量的升高而减小。基于上述理论分析,提出了适用于压缩阶段任意压力煤泥膏体体积弹性模量的修正系数,给出任意压力和不同环境温度、含气量的体积弹性模量模型;对煤泥膏体预测值与实验值进行偏差计算,在压缩阶段绝大部分偏差都在3%以下,可实现对体积弹性模量准确预测。

摘要：煤矿井下环境恶劣,巷道内超前探测过程中电磁、噪声干扰复杂,超前探测过程中待测的有效信号微弱,很难准确检测,为实现对微弱激电信号幅值和相位的准确检测,利用双锁相放大技术实现被测信号从噪声信号中的提取,基于信号试验测试和搭建的矿用聚焦双频激电仪试验平台研究不同噪音信号干扰下系统的噪声抑制特性。建立了双锁相放大技术的数学模型,并证明该技术可用于激电信号检测;理论分析了系统对偶数倍频噪声和奇数倍频噪声的抑制作用,当噪声信号频率是参考信号频率奇数倍时,待测信号幅值、相位的相对误差均随噪声信号与待测信号幅值比值增大而增大。噪声信号频率是参考信号频率偶数倍时,待测信号幅值、相位的相对误差与噪声信号的幅值、频率、相位无关。基于上述理论分析,建立了基于双锁相放大技术的测试系统,给出了硬件电路设计和数字部分处理算法;完成了对测试系统的积分时间特性和噪声抑制特性测试。结果表明,积分时间为待测信号周期的整数倍时,直流噪声和偶数倍频噪声对系统基本无影响,交流噪声影响计算幅值,而对于计算相位影响可忽略。设计了基于锁相放大技术的原理样机,测试证明激电电压幅值测量误差绝对值与激电电压信号幅值大小无关,而与频率有关,且该样机可对幅值小于5 V的激电电压信号进行采集,最大测量误差绝对值小于1.5%,可实现对激电电压信号幅值与相位的高精度检测。

摘要：为解决煤巷掘进过程中的探掘矛盾,研制了基于双频激电法和电场聚焦偏转效应的矿用聚焦双频激电仪。该仪器要求输出单路幅值可控、5路相互隔离的双频调制方波电流,同时完成输出电压电流值的高精度隔离采样。论文深入分析了基于线性光耦HCNR201的高精度线性隔离放大器的工作原理,从理论上推导了电压传递函数关系;提出了矿用聚焦双频激电仪隔离电路设计方案,完成了高精度模拟信号隔离电路设计(包括输出电压电流隔离采样电路及电压隔离控制电路)。通过搭建电压隔离采样电路并对其测试结果精度进行分析,表明该电路可实现0~2.5 V直流电压信号的高精度采集。