Fast measurements of the methane concentration in coal mines with the use of dynamic error correction based on prediction

• Autorzy: Krupanek B. , Bogacz R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.11.34

Warianty tytułu

PL

Szybkie pomiary stężenia metanu w kopalniach węgla kamiennego z korekcją błędu dynamicznego na zasadzie predykcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The primary reason for measuring methane is to improve the safety of the mines. The rapid detection of methane is very important from the point of view of safety of mine workers. This paper presents a concept of fast methane detection by prediction its concentration in dynamic states. Two methods of dynamic corrections of methane concentration - single-channel and double-channels were described. Then, the results of research and comparison of the two methods were presented.

PL

z głównych zagrożeń w kopalniach węgla kamiennego jest obecność metanu. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy stężenie metanu musi być ciągle kontrolowane z uwagi na możliwość jego gwałtownych i nagłych zmian. Warunki występujące w miejscu pomiaru wpływają niekorzystnie na dynamikę czujnika (jego osłona ulega silnemu zabrudzeniu co znacznie pogarsza współczynnik jej dyfuzji)a. W artykule przedstawiono proponowaną metodę przyspieszenia uzyskania wyniku pomiaru stężenia metanu w warunkach występujących w kopalniach.

Słowa kluczowe

EN

dynamic error correction; methane sensor; pellistor sensor; mine

PL

korekcja błędu dynamicznego; czujnik metanu; czujnik pelistorowy; kopalnia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 11
• Strony: 136--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krupanek B.

• Politechnika Śląska, Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki, ul. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

autor

Bogacz R.

• Politechnika Śląska, Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki, ul. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Taylor C.D., Chilton J.E., Goodman G.V.R. , Guidelines for the Control and Monitoring of Methane Gas on Continuous Mining Operations, Department of Health and Human Services, Information Circular (2010)
• [2] Kissell F.N. , Handbook for Methane Control in Mining, Department of Health and Human Services, Information Circular (2006)
• [3] Noack K. , Control of gas emissions in underground coal mines, International Journal of Coal Geology, 35 (1998), 57-82
• [4] Kumar A., Kingson T.M.G., Verma R.P., Mandal R., Dutta S. , Chaulya S.K., Prasad G.M. , Application of gas monitoring sensors in underground coal mines and hazardous areas, International Journal of Computer Technology and Electronics Engineering, vol.3 (2013), 9-23
• [5] Chou J . , Hazardous Gas Monitors, A Practical Guide to Selection, Operation and Applications, McGraw-Hill Book Company, New York (2000)
• [6] Fraden J . , Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications – 3rd ed., Springer (2010)
• [7] Henderson R.E., Understanding Combustible Sensor Performance, International Fire Protection, vol.27 (2006), 55-59
• [8] McRobbie G., Clark F., Tandy C., The Performance of a Flammable Gas Sensing Pellistor Bead With Respect to the Material Properties of the Support Arms, International ANSYS Conference (2002)
• [9] Grossel S. , Deflagration and Detonation Arresters, Center for Chemical Process Safety/AIChE (2002)
• [10] Bogacz R. , Krupanek B., The basic parameters characterizing the dynamic properties of the pellistor sensor, Przegląd Elektrotechniczny, R.90 (2014), nr 11, 14-16
• [11] Nabielec J . , Nalepa J. , The ‘Blind’ Method of Dynamic Error Correction for Second Order System, Proceedings of XVII IMEKO World Congress (2003), 841-846
• [12] Nabielec J., Nalepa J . , A Simulation Investigation of Differential Algorithm for the “Blind Correction” of Dynamic Error in Measuring Channels with Periodic Nonstationarity, Proceedings of XVIII IMEKO World Congress (2006)
• [13] Nalepa J . , Correction of Dynamic Error by the „Blind” Method. A Differential Algorithm Simulation Study, Proceedings of 10th IMEKO TC7 Int. Symp. on Advances of Measurement Science (2004), 109-114
• [14] Krupanek B. , Bogacz R., Correction of dynamics errors of measurements the methane concentration, 13th IMEKO TC10 Workshop on Technical Diagnostics, Advanced measurement tools in technical diagnostics for systems' reliability and safety (2014), 157-161
• [15] Bogacz R. , Krupanek B. , Dynamic Error Correction of Methane Sensor, International Journal of Electronics and Telecommunications, v.60 (2014) , no.4, 287-289
• [16] Bogacz R. , Krupanek B., Selected methods for acceleration the measurements of gas concentration in transient states, Pomiary Automatyka Kontrola, 1 (2014), 26-30
• [17] Krawczyk M. , Namiesnik J . , Application of a catalytic combustion sensor (pellistor) for the monitoring of the explosiveness of a hydrogen-air mixture in the upper explosive limit range, Journal of Automated Methods & Management in Chemistry, vol.25 (2003) , no.5, 115-122
• [18] Clifford K. H. , Webb S. W. , Gas transport in porous media, Springer (2006)
• [19] Crank J. , The mathematics of diffusion, Oxford University Press, New York (2004)
• [20] Rose G. , Zdanevitch I . , A New Method Using a Catalytic Sensor for the Identification and Concentration Measurement of Combustible Gases, Sensors and Actuators B, vol. 24-25(1995), 426-428
• [21] Rose G. , Microsensors for Methane and Other Combustible Gases, Eurosensors XI, The 11-th European Conference on Solid State Transducers (1997), 123-126
• [22] Kolev S. D., Adam M. , Barsony I., van den Berg A., Cobianu C., Mathematical modelling of porous silicon based pellistor-type catalytic flammable gas sensors, Microelectronics Journal, 29 (1998), 235-239
• [23] Jakubiec J . , A new conception of measurement uncertainty calculation, Acta Physica Polonica A, vol.124 (2013), 436-444

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.