基于FPGA的EFPI光纖瓦斯傳感系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，我國煤礦因安全監(jiān)測技術不足，導致煤炭生產事故頻繁發(fā)生，其中瓦斯事故占據較大比重。我國煤礦安全監(jiān)測使用較多的是由傳統(tǒng)的黑白催化元件和熱導元件構成的瓦斯傳感器。由于黑白催化元件頻繁定標，熱導元件誤差大以及這兩種混合元件對瓦斯的突出響應不夠迅速等不足之處，使得該檢測技術無法精確測量瓦斯?jié)舛?。針對我國現(xiàn)有煤礦瓦斯監(jiān)測技術的弊端，本文設計了一種基于FPGA的EFPI光纖瓦斯傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用新型光纖傳感器能夠快速、精確測量瓦斯?jié)舛刃盘枺?/p>

2、并且通過FPGA來完成信號的快速運算與處理，能夠在很大程度上滿足煤礦安全監(jiān)測的需求。
　　本文首先介紹了光纖、光纖傳感器和光纖傳感的基本原理;然后對系統(tǒng)的總體結構及組成部分作了詳細介紹;接下來分別詳述了系統(tǒng)的軟硬件設計方法，系統(tǒng)的硬件部分由FPGA負責信號采集和A/D轉換，利用快速傅里葉變換(FFT)算法對采集信號進行優(yōu)化處理和存儲，由CAN總線將系統(tǒng)數(shù)據上傳給地面上位機。系統(tǒng)軟件部分分別通過QuartusⅡ和NiosⅡ兩個開發(fā)平