瓦斯抽排电磁激励装置研制

摘要

我国虽是煤炭资源非常丰富的国家，但由于煤矿吸附着大量的瓦斯，普遍具有较高吸附能力，并且随着采深的增加，煤层的透气性越来越差，如果让其自然解析时间会非常长，这样会使瓦斯抽排的时间长达数月，延误了工人开采时间，降低了经济效益。因此，加快瓦斯的释放速率既能防止瓦斯爆炸，又能提高经济效益。研究表明，通过对煤体外加一个正弦波，可以降低煤对瓦斯的吸附能力，增加瓦斯放散速度。由于目前常用的产生正弦信号的LC振荡电路结构复杂，调试起来非常不方便，并且要使频率连续可调很难做到。所以，我们采用直接数字频率合成技术，因为有数字器件构成的电路结构简单，性能也较稳定，频率进行微调也非常方便。
　　 本设计是依据正弦波电磁场影响煤层瓦斯吸附的机理，外加电磁场可以降低煤对瓦斯的吸附能力的基础上，采用直接数字频率合成技术，以FPGA芯片为基础，通过DSP来控制不同频率正弦波的输出。
　　 本文首先介绍了正弦波电磁场影响煤层瓦斯吸附的机理及直接数字频率合成的理论，详述了基于FPGA正弦波发生器的设计方法，并简要讲述了FPGA及其设计流程，最后对硬件电路设计进行了详细的描述。本正弦波发生器设计时间短，使用简单，只要我们通过键盘输入我们所需的频率，就可以得到该频率的波形，通过1HZ、1KHZ键我们还可以实现频率的线性微调。经过测试运行，该正弦信号发生器性能稳定，可以使用。