国家自然科学基金(U1261125)
- 作品数：17 被引量：102H指数：7
- 相关作者：田子建王文清朱元忠杜欣欣樊京更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）北京工业职业技术学院南阳理工学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程一般工业技术更多>>
- 矿井电磁波能量安全性研究被引量：14
- 2013年
- 为了评价矿井射频设备电磁波能量对瓦斯的安全性,提出了井下存在的两种电磁波能量耦合方式:磁耦合共振和电磁波辐射谐振能量耦合.基于磁耦共振模型,分析了磁耦共振方式的最大能量传输效率.针对远场辐射,结合低衰减度传输线模型,从电大型和电小型两方面研究了井下金属结构作为电磁波接收天线可以向负载输送的最大功率.得出了不同能量耦合方式下射频源和耦合结构间的安全距离公式.结果表明:磁耦共振方式能量传输效率随线圈半径和导体半径增加而提高,但变化率与收发线圈间距有关;固定线圈和导体半径,效率随线圈间距的增大而降低.对于电磁辐射能量,安全距离随工作频率先增大后降低.结合井下实际,磁耦共振方式的安全距离为2m,电磁波远场辐射能量的安全距离为25m.
- 孙继平贾倪
- 关键词：矿井瓦斯射频能量近场
- 不对称磁耦合谐振式无线输电系统中继线圈研究被引量：2
- 2015年
- 针对磁耦合谐振式无线输电系统在实际应用中发射线圈与接收线圈难以对称、系统传输效率较低的问题,搭建了发射线圈大、接收线圈小的不对称系统模型,提出在发射线圈和接收线圈间增加中继线圈的方法来提高系统传输效率,并提出一种中继线圈与发射线圈同轴同平面的结构;通过仿真对比了该方法与增加发射线圈匝数方法对系统传输效率的影响,结果表明增加中继线圈的方法能更有效地提高系统传输效率,且体积更小;在实验室环境下搭建了系统实验平台,验证了理论分析和仿真结论的正确性。
- 田子建杜欣欣樊京曹阳阳
- 关键词：无线输电
- 非视距误差抑制方法在矿井目标定位中的应用被引量：5
- 2015年
- 分析并指出电磁波非视距传播时延造成的测距误差是影响矿井定位精度的主要原因,针对基于到达时间的矿井目标定位方法,提出了一种能量检测非视距误差抑制方法。该方法通过实测矿井巷道信道特征,统计分析得出直达路径的门限值和信号截取的时间长度,构造相应的鉴别参量,在截取的信号段中提取直达路径能量块的到达时间,以此鉴别出非视距信号。测试结果表明,该方法能够达到较高的测距和定位精度。
- 田子建朱元忠张向阳刘雨洋
- 关键词：矿井测距非视距误差
- 障碍物对磁耦合谐振无线输电系统传输效率的影响被引量：5
- 2015年
- 分析了煤矿井下对无线电能传输的需求,研究了微波、电磁感应、磁耦合谐振3种无线输电技术的特点及其在煤矿井下的适用性,认为磁耦合谐振无线输电技术可用于煤矿井下;重点分析了不同材质的障碍物对磁耦合谐振无线输电系统传输效率的影响,采用HFSS三维电磁仿真软件搭建了磁耦合谐振无线输电系统仿真模型,分别采用金属障碍物和非金属障碍物进行实验研究,结果表明非金属障碍物对磁耦合谐振无线输电系统的传输效率没有影响,金属障碍物则会降低系统传输效率,且增加金属障碍物厚度或侧面积会加大影响程度。
- 田子建杜欣欣朱元忠王娟
- 关键词：无线输电障碍物
- 磁耦合谐振式无线电能传输系统功率优化被引量：8
- 2016年
- 以互感理论分析了磁耦合谐振式无线电能传输系统原理,介绍了阻抗匹配理论及相应的参数计算方法,提出将收、发线圈互感的变化等效成系统阻抗参数的改变,建立了含有阻抗匹配器的磁耦合谐振式无线电能传输系统模型。仿真结果验证了在相同的条件下,具有阻抗匹配器的磁耦合谐振式无线电能传输系统可有效提高负载功率。
- 田子建曹阳阳樊京杜欣欣
- 关键词：阻抗匹配
- 低频“超材料”结构不同周期性排列方式特性分析被引量：2
- 2015年
- 以低频"超材料"的矩形双层螺旋体单元胞为建模基础,在HFSS软件中仿真研究了该模型的周期性平铺排列结构、周期性平行排列结构、周期性十字交叉排列结构的S参数,并采用S参数提取法提取了等效电磁参数,分析了3种排列方式在低频频域内呈现出的不同"超材料"特性。仿真结果表明,周期性平铺排列结构可将入射波完全反射回去,周期性平行排列结构为低频磁负"超材料",周期性十字交叉排列结构为低频左手材料。
- 朱元忠李玮祥马凤珍张向阳田子建
- 关键词：超材料左手材料
- 基于微环谐振器的甲烷传感器被引量：1
- 2016年
- 提出了一种新型的基于微环谐振器的甲烷传感器。该传感器通过微环表层的穴番A涂层来增加微环的有效折射率,使微环谐振器中谐振波长随甲烷浓度的增加而向右漂移;通过测量输出光信号的谐振波长推算出甲烷浓度。理论分析结果表明,该传感器的谐振波长变化范围在一个自由光谱范围内,甲烷浓度测量范围为0~15%;对比SOI材料和聚合物材料、单面敏感膜和三面敏感膜的测量结果,得出聚合物材料三面敏感膜微环的谐振波长变化幅度较大,测量灵敏度为60pm。
- 王文清王晓璐田子建
- 关键词：甲烷传感器微环谐振器敏感膜
- 矿用小型化单极子超宽带天线设计和性能分析被引量：1
- 2015年
- 为满足煤矿井下天线小型化以及本安设计的要求,分析了超宽带信号在矿井通信中的适应性,并设计了超宽带单极子介质谐振器天线,根据单极子天线和介质谐振器放置在介质基板上的不同方式可分为交叉式或平面式2种结构,天线长×宽×厚仅为30.5 mm×15 mm×5.762 mm,实现了天线的小型化。该天线在宽频段中有较高的辐射效率,具有良好的方向性,结构简单。应用高频仿真软件HFSS分别对交叉式和平面式单极子介质谐振器天线进行建模,分别分析了反射系数、辐射方向图、天线增益等主要性能,交叉式介质谐振器天线工作频率为4.2~10.9 GHz,相对带宽达到89%,为进一步验证超宽带单极子介质谐振器天线的性能,进行了试验测试,结果表明超宽带单极子介质谐振器天线具有良好的方向性,验证了仿真结果的正确性。
- 田子建雷婧王文清
- 关键词：介质谐振器天线超宽带天线单极子天线
- 矿井电磁波辐射能量对瓦斯安全性的影响被引量：12
- 2013年
- 利用天线理论分析电磁波与金属结构之间的能量耦合,得出金属结构在谐振条件下匹配负载可获取最大功率的计算模型。使用设计的射频能量刮擦放电火花点火实验装置测得射频辐射场中刮擦放电火花点燃瓦斯的门限功率。实验结果表明,点燃瓦斯所需门限功率不受电磁波频率影响,且随极板移动速率提高略微降低但不低于0.168 W。结合辐射场中金属结构能量耦合计算模型,进而得到门限场强和电磁波频率关系图,指导矿井射频设备的安全使用。
- 彭霞
- 关键词：矿井电磁波射频能量瓦斯
- 基于机器视觉的煤岩界面识别研究被引量：22
- 2013年
- 针对现有煤岩识别方法存在煤岩界面传感器结构复杂、可靠性差、普适性差等问题,提出了一种基于机器视觉的煤岩界面识别系统设计方案,给出了系统总体结构,分析了系统识别煤岩界面的工作原理,重点讨论了图像特征选取和分类器的设计。该系统根据灰度共生矩阵理论提取煤岩图像的22种纹理特征,采用增l减r法搜索出优选特征,最后运用线性函数判别法构建煤岩分类器模型。实验结果表明,该系统的煤岩分类器模型性能稳定,具有较强的识别能力。
- 田子建彭霞苏波
- 关键词：煤岩界面识别机器视觉特征选取灰度共生矩阵
