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矿井瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的根本措施。将煤层中抽出的瓦斯加以利用,既可防止和减少煤矿重大瓦斯事故的发生,保证矿井安全生产,又可保护矿区环境,获得较好的经济效益和社会效益。输送管路本身的漏气,一方面将影响井下抽采负压的保持,从而影响煤层气抽采效果;另一方面,泄漏的空气将降低煤层气中瓦斯的浓度,从而影响煤层气在输送和利用过程中的安全。 本课题目的就是根据负压泄漏条件下产生超声波的规律,设计符合负压检漏要求的被动式超声波检测设备,以实现对泄露点的无损探测,这对于指导现场工人的补漏工作具有重要的意义。在对负压条件下气体泄漏特性分析的基础上,建立了模拟抽放系统,对负压条件下小孔径泄漏超声产生及传播规律进行了试验。以此为依据,完成了超声波传感器的选型及信号处理模拟部分电路的设计;利用AD转换器对泄漏超声波信号进行模数转换;通过LPC2103的I/O端口控制液晶显示模块实现频率和电压峰值的显示,完成对泄漏的判断。 完成检漏仪设计后,在煤层气抽采管网运行状态规律实验室进行了检漏仪性能测试实验。实验结果表明检漏仪能有效检测瓦斯输送管道泄漏,使用方便简捷。同时在不同负压、不同孔径的条件下,得到了大量的实验数据,并对其进行了数值分析,得出了负压、频率及测试距离的关系和经验公式。