煤自然发火特性程序升温实验报告

煤自然发火特性程序升温实验

实验报告

姓名：

班级：

学号：

2011年12月

一、实验目的与要求

（1）了解煤自然发火特性测定的意义；

（2）掌握煤样制备的方法；

（3）掌握程序升温实验系统使用方法；

（4）掌握煤自然发火特性程序升温实验的原理和方法

二、实验原理

煤自然发火是由于煤与氧接触时发生化学吸附和化学反应放出热量，当放出热量大于散发的热量时，煤温上升而导致发火。煤低温自然发火实验就是该过程的模拟，即在实验条件下，依靠煤自身氧化放热升温，考察其煤温、氧气消耗量、一氧化碳产生量以及其它气体的变化规律。

程序升温实验的原理就在于：通过模拟煤炭低温氧化自燃过程的升温条件和环境，在该模拟出的实验过程中测定煤样随环境程序温升过程中一氧化碳、二氧化碳、甲烷等生成气体的浓度及产生率等特征参数的量值及变化等，同时根据实验结果分析煤样的临界温度、加速氧化温度等极限参数以及其它物化参数，从而全面考察该煤样的自燃特性。

程序升温实验的优势就在于：它可以极大地缩短实验周期（一般一个试样的实验周期为一天，约为煤自然发火实验周期的1%以下），同时可以大大减少实验用样量（每次实验需要煤样1kg左右，约为煤自然发火实验用样量的0.5‰）；另外该实验还具有可重复性强的特点。

三、实验设备

本实验采用了XCT-0型程序升温实验装置。XCT-0型程序升温实验台测量比较准确，而且可以持续升温达到350℃，延长了观察温度，为全面了解煤自燃氧化过程提供了全面的依据。

程序升温实验装置包括供气系统、程序升温系统和气样分析系统三部分。供气系统包括压缩空气瓶、减压阀、玻璃转子流量计及显示仪表，并用乳胶管依次连接；程序升温系统包括恒温箱及程序升温控制设备，箱内安装螺旋形预热管和试样罐，温度控制精度为0.1℃；气样分析系统包括气袋和分析仪器。

煤自然发火实验过程中的煤体升温速度主要由煤体本身自燃特性、煤样在实验台内的堆积状态、实验供风强度和散热条件等决定。实验装置设计通过模拟煤炭低温氧化自燃过程的升温条件和环境，在该实验条件下能测定煤样随环境程序温升过程中一氧化碳、二氧化碳、甲烷等生成气体的浓度及产生率等特征参数的量值及变化，从而全面考察该煤样的自燃特性。设计实验装置及实物图如下图（1-1）所示：

1.空气瓶；

2.减压阀；

3.玻璃转子流量计；

4.程序升温控制箱

5.进气预热紫铜管；

6.煤样罐；

7.出气紫铜管；

8.热电偶温度测量仪；

9.气袋；

图1-1程序加热升温实验系统及实物图

（1）试管及控温部分

为了能反映出煤样的动态连续耗氧过程和气体成分变化，按照与大煤样试验的相似条件，推算出试验管面积为78.5cm2时，最小供风量为：

47.2~94.4/min Q Q ml =?

=小

小大大

S S （1-1） 式中 Q 小，S 小——分别指试管的供风量，mL/min ，断面积cm 2；

Q 小/S 小——试管的供风强度，cm 3/(min·cm 2)；

Q 大，S 大——分别为大试验台的供风量，0.1~0.2m 3/h ，断面积，0.2826m 2； Q 大/S 大——大试验台的供风强度，cm 3/(min·cm 2)。

一般煤样常温时最大耗氧速度小于103210/()mol cm s -??，确定试管装煤长度20cm ，气相色谱仪分辨率为0.5%（即最大氧浓度为20.89%），为了试管煤样入口和出口之间的氧浓度之差能在矿用气相色谱仪分辨的范围之内，最大供风量为：

100max

003()21078.5200.5

60/min 191.3/min 0.2121ln ln 22.41020.89V T S L f Q ml ml C C C -??

???????????==?=?????? ? ??????????

小

（1-2）

因此，实验供风量范围在47.2~191.3ml/min 之间。

当流量为47.2~191.3ml/min 时，气流与煤样的接触时间为：

/ 3.7~17.32min t L f S Q =??=小 （1-3）

式中L ——煤样在试管内的高度，cm ；

f ——孔隙率，%； S 小——试管断面积，cm 2；

Q ——供风量，cm 3/min 。

试管是用钢制管材机加工而成，直径10cm ，长25cm ，试管两端都有盖，与管的主体螺纹管式连接，并在两端距盖顶2cm 处设有网眼状托片，用来托住煤样。为了保证实验过程中的气密性，在煤样试管两端底部糊上水泥，并在螺纹上缠满耐高温生料带。两端管盖上都有铜制连通螺母，方便连接气路，拆装及清洗方便。煤样试管实物如图（1-2）所示：

图1-2煤样试管实物图

在控温方面，为了达到试验目的，使实验模拟结果与现实情况更加接近，要求煤样的升温是按照预先设定的升温幅度来进行，即程序升温，温度线性变化对于利用实验数据结果来预测和预报煤层自然发火提供了依据。

本实验采用的是上海圣欣科学仪器公司生产的XCT-0型程序升温箱用来对煤样试管进行加热。升温箱实物如图（1-3）所示：

图1-3程序升温箱实物图

为了使进气温度与煤样温度基本相同，在程序升温箱内盘旋放置外径6mm，内径3.65mm，长度2m铜管，气流先通过螺旋管（如图1-4）预热后再进入煤样。

图1-4螺旋空气预热管实物图

在实验过程中发现试管松散煤样导热性很差，在实验前期（100℃以下），炉膛升温速度快而试管内煤样升温速度很慢，实验测定时，探头显示的温度基本上是煤样最低温度，煤样升温滞后于程序升温箱内温度，在实验后期（100℃以上），煤氧化放热速度加快，煤样内温度超过程序升温箱温度，探头显示的温度基本上是煤样的最高温度，温度测量装置是数字热电偶，热电偶为TM-902C型，工作电压为直流9V。测量温度范围为-50℃~1300℃，测量精度为±1℃。它由热电偶

线连接到实验试管内部，可以检测实验样品的实际温度。热电偶如图1-5所示：

图1-5热电偶

（3）气路系统

通入空气由高压空气瓶（图1-6）提供，通过减压阀减压后，调节进气管的

压力保持在0.1MPa的压力，玻璃转子气体流量计图（1-7）来检测和调节实验供

气流量。

实验过程中，为了使进气温度与煤样温度基本相同，在程序升温箱内盘旋放

置2m铜管，气流先通过螺旋管预热后再进入煤样。为了保证进气管的气密性，

热电偶通过紫铜管钻孔进入煤样试管，后用耐高温生料带缠紧钻孔，再用软铁丝

紧固。

图1-6空气瓶图1-7 玻璃转子气体流量计

（4）气体采集及分析部分

图1-8气袋图1-9 气体收集

试管内煤样采用空气瓶压入式供风，控制流量为100ml/min，气体压力为0.1MPa，收集采样采用集气袋，气袋容积为500mL。通过出气紫铜管末端的胶管与气袋直接对接，集气时间为5分钟。

实验试管内采用压入式供风将空气混合气体送向煤样，经试管煤样反应后通过排出气体管路排出，然后由医用注射器取气，注入由GC-1100型高精度气相色谱分析仪进行气体成份分析。

当待测气体被注入色谱仪后，经过色谱柱发生吸附、脱附溶解等过程后，各组分发生分离，被分离的组份顺序进入检测器系统，由检测器转换为电信号送至记录仪或积分仪绘出色谱图，并得到相关成分的浓度参数。

GC-1100气相色谱分析仪可以对O2，N2，CO，CO2，CH4，C2H2，C2H4，C2H6等进行一次进样全分析，主要技术参数为：

表1-1 GC-1100气相色谱分析仪主要技术参数

柱恒温箱（COL）

控温范围50℃～399℃

控温精度±0.1℃

温度梯度±1.5%

汽化室（INJ）

温度范围50℃～350℃

控温精度±0.1℃

检测器

热丝温度范围0℃～300℃增量10℃

图1-10 GC-1100气相色谱分析仪

四、程序升温实验条件及过程

实验条件按照中华人民共和国安全生产行业标准AQ/T1019-2006《煤层自然发火标志气体色谱分析及指标优选方法》规定安排。

将原煤样在空气中破碎并筛分，取粒度0~0.9mm、0.9~3mm、3~5mm、5~7mm、7~10mm部分各20%混合。试管装煤高度一般为20cm，装煤体积为1350cm3，实验煤量一般是1.0kg。程序升温试管中供气流量是100mL/min，供气氧浓度体

积比浓度为20.95％（空气），升温速率为室温~110℃：0.5℃/min；110~210℃：1℃/min；210~330℃：2℃/min。

图1-11种粒径煤样图1-12 装煤混合

气体每升高20℃取一次气体，本实验在室温~110℃采样5次，同样在110~210℃进行5次采样，在210~330℃采样6次，总共采样16次，采样温度分别为：30℃、50℃、70℃、90℃、110℃、130℃、150℃、170℃、190℃、210℃、230℃、250℃、270℃、290℃、310℃、330℃。根据得到的数据绘制曲线图，最后进行煤样耗氧速度分析以及气体产生速率的分析。

五、实验流程和步骤

（1）填装试样。使用电子天秤取待测混合粒径煤样约1kg左右（准备两份相同质量的混合粒径煤样），一份装入试管，在煤样试管两端用螺丝扣紧固，在煤样试管两端与进出气路接合处均用耐高温生料带密封。测试试管气密性良好。

（2）连接装置。检查电源连接情况、温度控制系统和供气系统的连接情况，保证电路的正确连通；将煤样试管垂直置入程序升温箱主体中，在煤样试管进气紫铜管内接出热电偶线后将螺丝扣紧固密封；用胶管和紫铜管依次连接好空气气瓶、流量计、进气以及出气管路。调节所需气体流量，检测气路的通常情况，准备开始实验。

（3）调节温度。根据实验需要，通过温度控制表进行升温程序设置。温度的变化是会对原始煤样氧化过程产生较大影响的另外一个量，其与煤氧化速率同样呈非线性的关系，煤氧化反应速率符合阿仑乌尼斯公式，煤分子表面活性结构的活泼性随温度的变化而变化，温度越高，反应速度越快，有研究表明，温度每升高10℃，该反应速度将升高一个数量级。所以，保证每次实验的程序升温速度相同，使得实验结果可比性增强。同时为在控温设备精度范围内，保证升温均匀、缓慢，控制升温速度为室温~110℃：0.5℃/min；110~210℃：1℃/min；

210~330℃：2℃/min。打开电源控制开关及程序加温开关，设备开始根据升温程序设定值控制升温。

（4）收集气体。每次将取得气体送入集气袋取气，同时将实验过程中观察到的所有现象进行记录。

（5）整理数据。将收集的气体进行气相色谱分析，数据输入到计算机进行存档，并进行相关的图表绘制，从中对其所体现的规律进行分析。

（6）实验结束。将温度控制箱各开关关闭，切断电源，待温度在自然状态下降至室温后再打开程序升温箱，取出并打开试管，取出试样，对试管进行清理，以方便下次实验。

六、实验数据的记录与整理

表1-2 程序升温实验条件

粒度平均粒径煤重煤体积容重

煤样

mm mm g cm3g/cm3煤样1 混合粒径

煤样2 混合粒径

煤样3 混合粒径

煤样4 混合粒径

表1-2 升序升温实验数据

温度CO CO2CH4O2

30

50

70

90

……

290

310

330

七、实验报告内容

（1）实验名称、目的、内容、步骤

（2）实验结果

（3）结果计算和评价

八、思考题

（1）煤自燃的危害是什么？测定煤自然发火特性的意义是什么？

（2）为何要设计预热管路？设计预热管路对本实验的作用是什么？

（3）如何检查整套装置的气密性？

（4）如何计算耗氧速率、CO产生率、CO2产生率？

表1-2 程序升温实验条件

粒度平均粒径煤重煤体积容重煤样

mm mm g cm3g/cm3煤样1 混合粒径 4.02 1003 1368 0.73 煤样2 混合粒径 4.02 1001 1350 0.74 煤样3 混合粒径 4.02 1004 1372 0.73 煤样4 混合粒径 4.02 998 1332 0.75

表1-2 升序升温实验数据

温度CO CO2CH4O2

30 00939.620.89

50 2870953.820.57

70 5021068142820.11

90 9185124634019.76

110 107173801017018.52

130 10077570296617.93

150 196414060580516.26

170 226313175776517.03

190 3909184601692516.73

210 4391178001375016.29

230 543918*********.526

250 700026580629014.732

270 932628790529514.519

290 1029131180327713.74

310 1138039760363712.929

330 1789066600331212.095

（1） 煤样氧气浓度随温度变化曲线 （2） 煤样甲烷浓度随温度变化曲线 （3） 煤样一氧化碳浓度随温度变化曲线 （4） 煤样二氧化碳浓度随温度变化曲线 （5） 煤样耗氧速度随温度变化曲线 （6） 煤样一氧化碳产生率随温度变化曲线 （7） 煤样二氧化碳产生率随温度变化曲线 （8） 煤样甲烷产生率随温度变化曲线

实验实测得到的各种气体浓度和温度关系可以直观体现煤氧化自燃过程。在此基础上，根据物理和化学的基本原理和公式，通过计算机，将实验原始数据通过物理或者化学方程进行数学计算可以得到煤体耗氧速率、氧化产生一氧化碳等气体的产生率等更多的相关数据，可以对煤样的自燃特性进行更加深入的分析。 耗氧速率分析

由实验数据可知，随着温度的上升，氧气含量逐渐下降。由于程序升温过程中升温速率较慢，可认为试样罐内煤体温度均相等，入口处氧气含量为21%(质量分数)，则可推导出单位体积煤的平均耗氧速度为：

（5-4）

式中V(T)——温度T 时的煤体耗氧速率； C ——氧气质量分数； t ——时间；

v ——试样罐内风流速度；

x ——罐内任意一点距试样罐入口的距离； Q ——供风量，100ml/min=0.744*10-4mol/s ； S ——试罐断面积。

从化学动力学和化学平衡理论得知，耗氧速率与氧的质量分数成正比。因此，新鲜空气中耗氧速率为：

()/dC dC dC Q

V T d dx u dx S

τ=-

=-?=-

0()()C V T V T C =

（5-5）

式中 V 0——煤体在新鲜风流中平均耗氧速度； C 0——新鲜风流中氧的质量分数，C 0=21%。

01

02()ln Q C C

V T SL C =

（5-6）

式中 C 1——试罐入口体积分数C 1=21%； C 2——试罐出口体积分数； S ——试罐断面积； L ——煤样高度。

对于某一次试验来说，0

Q C SL 为一个常数，故平均耗氧速率与1

2ln C C 成正比。将

试验数据代入

1

2ln

C C ，可求得不同温度时的耗氧速率(与实际耗氧速率存在一个常

系数关系，系数值根据试验的具体情况由0

Q C SL 确定)。

以温度为横坐标，耗氧速度为纵坐标，可以绘制出表征耗氧速率与煤温的关系。

一氧化碳、二氧化碳、甲烷产生率分析

在氧化自燃过程中，煤与氧发生化学反应，消耗氧气，同时产生一氧化碳气体，在实验试管中，由于煤体消耗氧，氧气浓度沿着风流方向不断减少，而一氧化碳浓度不断增加，试管中某一点处煤的一氧化碳产生率与耗氧速度成正比[2]，即：

2

2

00

()()

O co co O

C V T V T C =

（5-7）

式中

2

O C ——新鲜风流中氧的体积分数；

2

O

C ——为新鲜风流中氧的体积分数；

()

co V T ——一氧化碳产生速率，

3

/()mol cm s ； 0

()

co V T ——标准氧浓度(21%)时的一氧化碳产生速率，

3

/()mol cm s 。

设某点到入口的距离为Z ；其后一点的氧浓度为i

C ，到入口的距离为Z i 。由阿

仑尼乌斯定律可推得炉体内任意点的氧浓度为：

0202

()()

O i O

V T S Z Z QC i C C e

-

-= （5-8）

式中

2

0O

C ——新鲜风流中氧的体积分数；

Q ——供风量，0.744*10-4mol/s ；

i

C ——某一已知点的氧浓度；

2

()

O V T ——新鲜空气中耗氧速率；

(),,co co V T ds Q

dC d d u n u S n ττ=

== （5-9）

设高温点氧浓度为C 1，到入口的距离为Z 1；其后一点的氧浓度为C ，到入口的距离为Z 2。代入上面两式并积分：

202

2

2

()0

0()

2

22

211001

11()()()O i O

V T S Z Z QC co co co

co co

O O V T C V T S V T S C C ds ds C e ds

u n Q C QC -

--===???

（5-10）

由上式得标准氧浓度时的一氧化碳产生率为：

20

2210

2

021

0()()

1()()()1O O O co co co V T S Z Z QC V T C C V T C e ---=

??

??-?????

? （5-11）

同理二氧化碳产生率为：

2220

2

2210

2

021

()()

1()()()1O O O co co co V T S Z Z QC V T C C V T C e ---=

??

??-?????

? （5-12）

甲烷产生率为：

2440

4

2210

2

021

()()

1()()()1O O O CH CH CH V T S Z Z QC V T C C V T C e ---=??

??-??

???

?

（5-13）

把实测数据代入式（5-11）、式（5-12）和式（5-13）计算出的一氧化碳、二氧化碳和甲烷的产生率。

具体可参照08级硕士毕业生胡春丽的毕业论文，在学校图书馆上能查见。

实验四 控制系统频率特性的测试(实验报告)

实验四 控制系统频率特性的测试 一． 实验目的 认识线性定常系统的频率特性，掌握用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法，根据开环系统的对数频率特性，确定系统组成环节的参数。 二．实验装置 （1）微型计算机。 （2）自动控制实验教学系统软件。 三．实验原理及方法 （1）基本概念 一个稳定的线性定常系统，在正弦信号的作用下，输出稳态与输入信号关系如下： 幅频特性 相频特性 （2）实验方法 设有两个正弦信号： 若以)(t x ω为横轴，以)(y t ω为纵轴，而以t ω作为参变量，则随t ω的变化，)(t x ω和 )(y t ω所确定的点的轨迹，将在 x--y 平面上描绘出一条封闭的曲线（通常是一个椭圆）。这 就是所谓“李沙育图形”。 由李沙育图形可求出Xm ，Ym ，φ，

四．实验步骤 （1）根据前面的实验步骤点击实验七、控制系统频率特性测试菜单。 （2）首先确定被测对象模型的传递函数, 预先设置好参数T1、T2、ξ、K （3）设置好各项参数后，开始仿真分析，首先做幅频测试，按所得的频率范围由低到高，及ω由小到大慢慢改变，特别是在转折频率处更应该多取几个点 五.数据处理 （一）第一种处理方法： （1）得表格如下： （2）作图如下： （二）第二种方法： 由实验模型即，由实验设置模型根据理论计算结果绘制bode图，绘制Bode图。

（三）误差分析 两图形的大体趋势一直，从而验证了理论的正确性。在拐点处有一定的差距，在某些点处也存在较大的误差。 分析： （1）在读取数据上存在较大的误差，而使得理论结果和实验结果之间存在。 （2）在数值应选取上太合适，而使得所画出的bode图形之间存在较大的差距。 （3）在实验计算相角和幅值方面本来就存在着近似，从而使得误差存在，而使得两个图形之间有差异 六.思考讨论 （1）是否可以用“李沙育”图形同时测量幅频特性和想频特性 答：可以。在实验过程中一个频率可同时记录2Xm，2Ym，2y0。 （2）讨论用“李沙育图形”测量频率特性的精度，即误差分析（说明误差的主要来源）答：用“李沙育图形”测量频率特性的精度从上面的分析处理上也可以看出是比较高的，但是在实验结果和理论的结果之间还是存在一定的差距，这些误差主要来自于从“李沙育图形”上读取数据的时候存在的误差，也可能是计算机精度方面的误差。 （3）对用频率特性测试系统数学模型方法的评测 答：用这种方法进行此次实验能够让我们更好地了解其过程，原理及方法。但本次实验的数据量很大，需要读取较多坐标，教学软件可以更智能一些，增加一些自动读取坐标的功能。 七.实验总结 通过本次实验，我加深了对线性定常系统的频率特性的认识，掌握了用频率特性法测试被控过程模型的原理和方法。使我把书本知识与实际操作联系起来，加深了对课程内容的理解。在处理数据时，需要进行一定量的计算，这要求我们要细心、耐心，作图时要注意不能用普通坐标系，而是半对数坐标系进行作图。

大学物理实验PN结正向压降温度特性的研究实验报告

实验题目：PN 结正向压降温度特性的研究 实验目的：了解PN 结正向压降随温度变化的基本关系式。在恒流供电条件下，测绘PN 结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度和被测PN 结材料的禁带宽度。学习用PN 结测温的方法。 实验原理：理想PN 结的正向电流I F 和压降V F 存在近似关系： )exp( kT qV Is I F F = 其中q 为电子电荷，k 为玻尔兹曼常数，T 为绝对温度，I S 为反向饱和电流： ]) 0(ex p[kT qV CT Is g r -= 由上面可以得到： 11)0(n r F g F V V InT q kT T I c In q k V V +=-??? ? ? ?-= 其中 () r n F g InT q KT V T I c In q k V V -=???? ? ?-=11)0( 在上面PN 结正向压降的函数中，令I F =常数，那么V F 就是T 的函数。 考虑V n1引起的线性误差，当温度从T 1变为T ，电压由V F1变为V F ： [] r n F g g F T T q kT T T V V V V ??? ? ??---=111 1)0()0( )(111T T T V V V F F F -??+=理想 ()[] ()r T T q k T T V V V T T r q k T V V V V F g g F g F 1111111)0()0(----=-????? ?---+=理想 两个表达式相比较，有： ()r F T T Ln q kT T T r q k V V )(1 1+-- =-=?理想 综上可以研究PN 结正向压降温度特性。 实验内容：1、求被测PN 结正向压降随温度变化的灵敏度S （mv/℃）。作?V —T 曲线（使用Origin 软件工 具），其斜率就是S 。 2、估算被测PN 结材料硅的禁带宽度E g (0)=qV g (0)电子伏。根据（6）式，略去非线性，可得

煤炭自然发火的原因

煤炭自然发火的原因 关于煤炭自然发火的原因，许多专家学者从17世纪至今做了很多的研究工作，但是没有得出一致的结论。对于煤的自燃原因，人们经过长期的辩论得出一系列的学说，其中主要包括：黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说、自由基作用学说以及煤样复合作用学说。 在这些学说中，煤氧复合作用学说是被大家普遍认可并得到推广的。该学所认为煤与氧之间的物理与化学结合是导致煤自燃的主要原因，这种结合称为煤与氧的复合作用，煤与氧在复合作用下产生大量的热量，最终导致煤的自燃。经过大量的实验室研究与现场实践，该学说已得到国内外学者专家的广泛认可。 在煤体氧化放出热量与向周围散热的矛盾运动中，遗煤发生自燃。当煤体氧化放出的热量大于其向周围环境散失的热量时，采空区热量得以积聚，温度不断增高，导致采空区发生自燃。随着科技的不断进步，人们对煤氧复合作用的认识从单一的一种结构、步反应，逐渐向多步反应多种结构转变。对于煤的低温氧化过程，用单纯的化学反应很难对煤的氧化过程及其伴随的热效应作出判断。目前，没有形成一种能够对低温条件下煤氧复合产物及释放热量进行测算的方法，不能对煤氧化产生的烷烃、CO、CO2、醛等气体成分的产生作出合理解释，因此，煤氧的复合作用学说还只是一种解释煤自燃的假说。尽管如此，该学说还是被人们普遍认可并成为指导煤炭自燃防治工作的依据。 徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。

频率特性分析

实验三 频率特性分析 一·实验目的 1.掌握频率特性的基本概念，尤其是频率特性的几种表示方法。 2.能熟练绘制极坐标频率特性曲线（奈奎斯特曲线）和对数频率特性曲线，尤其要注意的是在非最小相位系统时曲线的绘制。 3.正确应用频率稳定判别方法，包括奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据。 4.熟练正确计算相位裕量和幅值裕量。 5.掌握闭环频率特性的基本知识以及有关指标的近似估算方法。 二·实验内容 1增加开环传递函数零极点个数对奈奎斯特图的影响 1）改变有限极点个数n ，使n=0,1,2,3 Nyquist Diagram Real Axis I m a g i n a r y A x i s -2 -101234 -3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.50 0.511.52n=0 n=1 n=2 n=3 2）改变原点处极点个数v ，当v=1,2,3,4, Nyquist Diagram Real Axis I m a g i n a r y A x i s -2 -1.5 -1 -0.5 00.5 1 1.5 2 -2-1.5 -1 -0.5 00.5 1 1.5 2 System: sys P hase Margin (deg): -32.9Delay Margin (sec): 4.41At frequency (rad/sec): 1.3 Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): -121Delay Margin (sec): 3.49At frequency (rad/sec): 1.2 Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): 150Delay Margin (sec): 2.28At frequency (rad/sec): 1.15Closed Loop Stable? No System: sys P hase Margin (deg): 51.8Delay Margin (sec): 0.575 At frequency (rad/sec): 1.57 Closed Loop Stable? Yes v=1 v=2 v=3 v=4

系统频率特性的测试实验报告

东南大学自动化学院课程名称：自动控制原理实验 实验名称：系统频率特性的测试 姓名：学号： 专业：实验室： 实验时间：2013年11月22日同组人员： 评定成绩：审阅教师：

一、实验目的： （1）明确测量幅频和相频特性曲线的意义； （2）掌握幅频曲线和相频特性曲线的测量方法； （3）利用幅频曲线求出系统的传递函数； 二、实验原理： 在设计控制系统时，首先要建立系统的数学模型，而建立系统的数学模型是控制系统设计的重点和难点。如果系统的各个部分都可以拆开，每个物理参数能独立得到，并能用物理公式来表达，这属机理建模方式，通常教材中用的是机理建模方式。如果系统的各个部分无法拆开或不能测量具体的物理量，不能用准确完整的物理关系式表达，真实系统往往是这样。比如“黑盒”，那只能用二端口网络纯的实验方法来建立系统的数学模型，实验建模有多种方法。此次实验采用开环频率特性测试方法，确定系统传递函数。准确的系统建模是很困难的，要用反复多次，模型还不一定建准。另外，利用系统的频率特性可用来分析和设计控制系统，用Bode 图设计控制系统就是其中一种。 幅频特性就是输出幅度随频率的变化与输入幅度之比，即)()(ωωi o U U A =。测幅频特性时， 改变正弦信号源的频率，测出输入信号的幅值或峰峰值和输输出信号的幅值或峰峰值。 测相频有两种方法： （1）双踪信号比较法：将正弦信号接系统输入端，同时用双踪示波器的Y1和Y2测量系统的输入端和输出端两个正弦波，示波器触发正确的话，可看到两个不同相位的正弦波，测出波形的周期T 和相位差Δt ，则相位差0360??=ΦT t 。这种方法直观，容易理解。就模拟示波 器而言，这种方法用于高频信号测量比较合适。 （2）李沙育图形法：将系统输入端的正弦信号接示波器的X 轴输入，将系统输出端的正弦信号接示波器的Y 轴输入，两个正弦波将合成一个椭圆。通过椭圆的切、割比值，椭圆所在的象限，椭圆轨迹的旋转方向这三个要素来决定相位差。就模拟示波器而言，这种方法用于低频信号测量比较合适。若用数字示波器或虚拟示波器，建议用双踪信号比较法。 利用幅频和相频的实验数据可以作出系统的波Bode 图和Nyquist 图。 三、预习与回答： （1）实验时，如何确定正弦信号的幅值？幅度太大会出现什么问题，幅度过小又会出现什 么问题？ 答：根据实验参数，计算正弦信号幅值大致的范围，然后进行调节，具体确定调节幅值时，首先要保证输入波形不失真，同时，要保证在频率较大时输出信号衰减后人能够测量出来。如果幅度过大，波形超出线性变化区域，产生失真；如果波形过小，后续测量值过小，无法精确的测量。

煤层自燃发火的原因及治理通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD602 煤层自燃发火的原因及治理通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

煤层自燃发火的原因及治理通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 朱仙庄煤矿位于宿县矿区宿东向斜的北部，设计年产量120万t，1983年投产。主要可采煤层为10煤层（平均厚度2.3m），8煤层（平均厚度9.98m）和7煤层（厚度1.5m）。煤层间距分别是75m和20m，倾角12°～40°；矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，矿井南翼8层煤曾经发生过瓦斯动力现象；矿井地压大；煤尘有爆炸危险，爆炸指数在31.4%～50.81%之间；煤层具有自燃倾向性，发火期在3个月左右，为一级自然发火矿井。从1986年至1998年共发生过18次自然发火事故，不仅威胁矿井安全生产，危及职工人身安全，而且打乱了矿井的正常生产秩序。特别是1997年“2.10”事故，造成矿总工程师、安全矿长、通风区长等8人遇难，教训十分惨痛。为此，朱仙庄煤矿痛定思痛，认真地吸取了教训，总结了经验，强化了安全管理。实现了近2年无自然发火事故。 1 朱仙庄矿煤层自然发火情况及特点 1.1 煤层自然发火的特点 朱仙庄煤矿自1986年至1998年12a间先后共发生

自动控制原理控制系统的频率特性实验报告

肇庆学院 工程学院 自动控制原理实验报告 12 年级 电气一班 组员：王园园、李俊杰 实验日期 2014/6/9 姓名:李奕顺 学号：201224122130老师评定 ________________ 实验四：控制系统的频率特性 一、实验原理 1.被测系统的方块图：见图4-1 将频率特性测试仪内信号发生器产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化， 并施加于 被测系统的输人端［r(t)］，然后分别测量相应的反馈信号 ［b(t)］和误差信号［e(t)］的对数幅 值和 相位。频率特性测试仪测试数据经相关运算器后在显示器中显示。 根据式(4 — 3)和式(4 — 4)分别计算出各个频率下的开环对数幅值和相位， 在半对数座标 纸上作出实验曲线：开环对数幅频曲线和相频曲线。 系统(或环节)的频率特性 幅值和相角： G (j 3)是一个复变量，可以表示成以角频率 3为参数的 G(j 3)= G(j 3)|/G(j 3) (4 — 1) 本实验应用频率特性测试仪测量系统或环节的频率特牲。 图4-1所示系统的开环频率特性为： G 1(j 3)G 2(j 3) B(j 3) 」 B(j 3) E(j 3) E(j 3) E(j 3) (4—2) 采用对数幅频特性和相频特性表示，则式( 20lgG1(j 3) G2(j 3)H(j 3)= 2 叫鵲 = 20lgB(j 3) -20lg E(j 3) (4— 3) G 1(j 3)G 2(j 3)H(j 3) 二 B(j 3)- . E(j 3) (4—4) 图4-1 被测系统方块图 4— 2 )表示 为:

根据实验开环对数幅频曲线画出开环对数幅频曲线的渐近线，再根据渐近线的斜率和转 角频确定频率特性（或传递函数）。所确定的频率特性（或传递函数）的正确性可以由测量的相频曲线来检验，对最小相位系统而言，实际测量所得的相频曲线必须与由确定的频率特牲（或传递函数）所画出的理论相频曲线在一定程度上相符，如果测量所得的相位在高频 （相 对于转角频率）时不等于-90 ° （q —p）[式中p和q分别表示传递函数分子和分母的阶次], 那么，频率特性（或传递函数）必定是一个非最小相位系统的频率特性。 2.被测系统的模拟电路图：见图4-2 图4-2被测系统 二、实验内容 （1）将U21 DAC单元的OUT端接到对象的输入端。 ⑵将测量单元的CH1 （必须拨为乘I档）接至对象的输出端。 ⑶将Ul SG单元的ST和S端断开，用排线将ST端接至U26控制信号单元中的PB0。（由于在每次测量前，应对对象进行一次回零操作，ST即为对象锁零控制端，在这里，我们用8255的PB0 口对ST进行程序控制） ⑷在PC机上分别输入角频率为1, 10,100,300，并使用“ +”、“―”键选择合适的幅值，按ENTER键后，输入的角频率开始闪烁，直至测量完毕时停止，屏幕即显示所测对象的输出及信号源，移动游标，可得到相应的幅值和相位，得到的实验波形图如图4-3到图4-10所示： 图4-3输入频率为1的波形图1

使用Multisim进行电路频率特性分析

使用Multisim进行电路频率响应分析 作者：XChuda Multisim的AC Analysis功能用于对电路中一个或多个节点的电压/电流频响特性进行分析，画出伯德图。本文基于Multisim 11.0。 1、实验电路 本例使用如图的运放电路进行试验。该放大电路采用同相输入，具有（1+100/20=）6倍的放大倍数，带300欧负载。方框部分象征信号源，以理想电压源串联电阻构成。 请不要纠结于我把120Vrms的电压源输入双15V供电的运放这样的举动是否犯二，电压源在AC Analyses中仅仅是作为一个信号入口的标识，其信号类型、幅值和频率对分析是没有贡献的，但是它的存在必不可少，否则无法得到仿真结果！ 2、操作步骤 搭好上述电路后，就可以进行交流分析了。

一般设置Frequency parameters和Output两页即可，没有特殊要求的话其他选项保持默认，然后点Simulate开始仿真。切记是点Simulate，点OK的话啥都不会发生。

按照上述步骤仿真结果如下： 分析结果是一份伯德图。在上下两个图表各自区域上按右键弹出列表有若干选项，各位可自己动手试试。右键菜单中的Properties可打开属性对话框，对图表进行更为详细的设置。 3、加个电容试试 从上面伯德图分析结果看出，该电路具有高通特性，是由输入耦合电容C3造成的。现在在输入端加入一个退耦电容试试。电路如下：

在输入端加入220pF退耦电容后C1与后面的放大电路输入电阻构成低通滤波器，可滤除高频干扰。加入C1后，放大电路的输出应该具有带通特性。用AC Analysis分析加入C1后的电路频响特性： 奇怪，为什么高通不见了？一阵疑惑，我甚至动笔算了同相输入端的阻容网络复频域的特性，无论C1是否加入，从同相输入端向左看出去的阻容电路都有一个横轴为0的零点，所以幅度特性应该是从0Hz处开始上升的！对，从0Hz开始！回头看看电路加入C1前仿真的伯德图，发现竖轴范围是13dB~13.3dB！ 我们尝试放大来看看。现在重新进行AC分析，将频率范围设置为0.1~10Hz，结果如下图。OK，没问题，果然是高通的，只是截止频率非常低（0.3Hz左右），刚才的仿真频率范围从1Hz开始，自然是看不到的。从中也看出，图表中数字后加小写m，是毫赫兹（mHz）的意思，而不是兆赫兹（MHz）。

频域分析实验报告

频域分析实验报告 班级： 学号： 姓名：

一、实验内容： 1利用计算机作出开环系统的波特图； 2、观察记录控制系统的开环频率特性； 3、控制系统的开环频率特性分析。 二、仿真原理： 对数频率特性图（波特图）： 对数频率特性图包括了对数幅频特性图和对数相频特性图。横坐标为频率w，采用对数分度，单位为弧度/秒；纵坐标均匀分度，分别为幅值函数20lgA(w)，以dB表示；相角，以度表示。MATLAB提供了函数bode()来绘制系统的波特图，其用法如下： （1）bode(num，den)：可绘制出以连续时间多项式传递函数表示的系统的波特图。 （2）当带输出变量[mag，pha，w]或[mag，pha]引用函数时，可得到系统波特图相应的幅值mag、相角pha及角频率点w矢量或只是返回幅值与相角。相角以度为单位，幅值可转换为分贝单位：magdb=20×log10(mag) 二、实验验证 1、用Matlab作Bode图。要求:画出对应Bode图。 （1）G(S)=25/S2+4s+25 （7）G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9)；

图 1 图 2 (1)G(S)=25/S2+4s+25 可以看成是一个比例环节和一个振荡环节组成，所以k=1，T1=0.04,因为v=0，所以在转折频率之前都为20lgk，因为k=1所以斜率为0，经过转折频率，分段直线斜率的变化量为-40db/dec。

（7）G(S)=9(s2+0.2s+1)/s(s2+1.2s+9)； 可以看成是一个二阶微分环节和一个积分环节和一个振荡环节组成，化常数为1后，v=1，t1=1，t2=1/3，所以我们可以看到，在起始阶段是-20*vdb/dec，所以一开始斜率为-20db/dec。当经过1/3的转折频率之后分段直线的改变量为40db/dec，当经过1的转折频率之后分段直线的改变量为-40db/dec。故图像如图所示。 第二题： 典型二阶系统Gs=Wn2/s2+2ζWns+Wn2，试绘制取不同值时的Bode图。取Wn=8，ζ=0.1，0.2，0.3，,0.5，0.6； 图 3 如图所示。

煤层自然发火期及自然发火标志性气体指标

科技信息 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 2013年第5期1煤的自然发火期 煤的自然发火期就是煤体温度达到自然发火点的时间值，对于煤的自然发火期的研究，一般都是通过实验的方法，间接模拟采空区或煤体内部的环境条件，通过煤体在一定的外在条件的影响下，煤体达到发火的时间统计。针对唐口煤业自然发火期的研究，唐口煤业有限公司委托抚顺分院对其自然发火期进行了实验。实验的结论如下：1．1最短自然发火期：通过煤样绝热氧化实验确定3上煤样的最短发火期为54天。 1．2自然发火期范围：考虑煤矿井下现场环境影响及仪器在测定过程中添加系数、仪器常数的因素，自然发火期的范围为54~118天。 2自然发火标志性气体指标研究 煤炭自燃的早期预报是矿井防火技术的重要组成部分，预测指标的优选及其指标值的确定是预测准确与否的关键。为了确定适合于唐口矿煤矿的自燃标志性气体，煤炭科学总院抚顺分院受唐口煤业委托，进行了该矿煤炭自燃标志性气体的试验。2.1测试目的 煤炭氧化和热解过程中会产生一系列的气体，气体的成分和浓度与煤温有较好的对应关系，因而可用作预报煤炭自燃的标志性气体。其中CO 和烷烃、烯烃等气体，具有较好的灵敏性和可测性，是最常用的标志气体。本试验将研究唐口矿煤矿标志气体的出现温度以及其浓度与温度的关系，为煤炭自燃的早期预测预报打好基础。因此通过应用煤自然发火模拟装置进行在不同氧含量的空气中进行自然发火规律的模拟试验，测试和掌握煤矿井下自然发火的相应规律，为煤矿安全生产提供可信的测试数据。2.2试样制备 此次实验煤样取自新暴露煤壁，并现场封装，运至实验室。按一定比例，合理选择一定量各试点煤块在常温下进行破碎，用分子筛选取其中40~80目的煤样颗粒50g ，作为实验用煤样。2.3实验装置 图1煤氧化试验系统 图1表示煤氧化试验验系统的组成。图2为试验装置图。该试验系统主要由程序控温炉、煤样罐、测温元件、温度测量和控制系统、气体质量流量控制器、除湿和降温装置、氧气分析仪和计算机等构成。 其中，程序控温炉其炉膛为不锈钢内胆，外加石棉保温层。炉中装有1200W 的加热器，其加热功率由计算机程序控制。内装1400r/min 的电扇，以保证炉中空气温度的均匀。炉温保持在计算机设定的温度，控温精度为±0.1℃。煤样罐采用铸铜结构，密封材料为聚四氟乙烯，能耐350℃以上的高温，并在其内部安装精密铂电阻感温元件。 图2煤氧化试验装置图 气体流量控制采用质量流量控制器，流量范围为10～4000mL/min 。2.4实验步骤 此次实验具体步骤如下： 1）用天平称取煤样50g 放入煤样罐中，加盖，用螺丝拧紧。 2）把煤样罐放入炉膛内，接好供气、出气及其温度探头。关上炉膛门。 3）接好实验仪器各电源开关。 4）打开空气钢瓶，调节减压阀，使其空气流量为100mL/min 。5）按试验装置操作步骤依次开启试验装置。6）启动测试仪，调至恒温30℃运行约30分钟。7）按程序升温操作步骤，设置好装置各参数。 8）待各参数稳定，启动程序升温，开始实验，每隔10℃采集气样，分析气体成分。2.5实验结果 研究表明，烯烃和炔烃以及CO 是煤自然发火过程中碳氧化反应的产物，这几种气体组分在煤吸附气体中不存在的（亦有吸附气体中有CO 的报道，但极为少见），因此，这几种气体组分也是标志煤炭自然氧化进程的特征气体组分。 一般来说，煤自燃吸附气体产物生成规律主要表现为：开始烷烃气体有较高解吸浓度，并随着煤温的升高逐渐降低，到最低点后又随温度的升高而增大，但增大的速率较小。这种变化规律主要受煤的物理、化学性质，特别是煤的表面性能所影响。开始时，解析气体组分主要来自大孔赋存和表面物理吸附的烷烃，随着煤体温度的升高，中孔和微孔内吸附的烷烃气体也相继解析出来。从生成量值上看，与煤的变质程度、煤的粒度、空隙结构特性、煤岩煤化组成极为相关，不同的煤种有较大的差异。由此可以推断，该矿煤样瓦斯吸附量较低，随着煤温的升高，其吸附气体的释放量的变化不明显。有下表1中数据可以看出：常温~109℃前，烷烃气体中C 2、C 3、C 4烷烃（即乙烷、丙烷和丁烷）均检测不到，甲烷释放量微乎其微，持续在25ppm 以下，直到接近154℃后才略有上升。 唐口煤业煤样自燃氧化气体总的生产规律是随着煤温的上升而逐渐增大，但不同的氧化气体组分所表现出来的生成规律在量值和生 煤层自然发火期及自然发火标志性气体指标研究 马炳辉赵红星魏玉良 （山西煤炭运销集团有限公司长治有限公司一通三防部，山西长治046000） 【摘要】为了明确煤层自然发火标志性气体的种类及在煤层自燃整个进程中所起的标志性作用，更好的把握煤层自然发火的进程，进而采取相应的措施防灭火，对唐口煤业的煤样进行了氧化试验，结果表明CO 可以作为预测预报自然发火的指标气体，其预测的温度范围应该在72℃~188℃之间。但是CO 的出现临界温度很低，仅为66℃左右，并在整个自然发火过程中都有CO 产生，仅靠CO 浓度来确定煤自然发火的进程有一定难度，应在实际生产过程中不断发现并总结CO 派生指标的规律，并借助这些指标综合判断自然发火初期（2℃~188℃）的火灾状态。烯烃气体C 2H 4可以作为预测预报煤自然发火加速阶段的标志气体，其预测的温度范围应在180℃~230℃之间。其代表C 2H 4可以视为煤氧化已确实进入自热加速阶段的标志气体。C 2H 4/C 2H 6可作为判别煤自然发火进程的标志气体指标，其第一峰值是煤的氧化已进入激烈氧化阶段的标志。 【关键词 】 ○矿业论坛○418

控制系统的频率特性分析

实验六 控制系统的频率特性分析 1.已知系统传递函数为：1 2.01)(+=s s G ，要求： （1） 使用simulink 进行仿真，改变正弦输入信号的频率，用示波器观察输 出信号，记录不同频率下输出信号与输入信号的幅值比和相位差，即 可得到系统的幅相频率特性。 F=10时 输入： 输出：

F=50时 输入：输出： （2）使用Matlab函数bode（）绘制系统的对数频率特性曲线（即bode图）。 提示：a）函数bode（）用来绘制系统的bode图，调用格式为： bode（sys） 其中sys为系统开环传递函数模型。 参考程序： s=tf(‘s’)； %用符号表示法表示s G=1/(0.2*s+1)； %定义系统开环传递函数 bode(G) %绘制系统开环对数频率特性曲线（bode图）

实验七连续系统串联校正 一．实验目的 1.加深理解串联校正装置对系统动态性能的校正作用。 2. 对给定系统进行串联校正设计，并通过matlab实验检验设计的正确性。二．实验内容 1．串联超前校正 系统设计要求见课本例题6-3，要求设计合理的超前校正环节，并完成以下内容用matlab画出系统校正前后的阶跃相应，并记录系统校正前后的超调量及调节时间 num=10; 1）figure(1) 2）hold on

3）figure(1) 4）den1=[1 1 0]; 5）Gs1=tf(num,den1); 6）G1=feedback(Gs1,1,-1); 7）Step(G1) 8） 9）k=10; 10）figure(2) 11）GO=tf([10],[1,1,0]); 12）Gc=tf([0.456,1],[1,00114]); 13）G=series(G0,Gc); 14）G1=feedback(G,1); 15）step(G1);grid

电路实验__电路频率特性的研究要点说明

东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电路实验 第二次实验 实验名称：电路频率特性的研究 院（系）：仪器科学与工程学院专业： 姓名：学号： 实验室: 实验组别： 同组人员：实验时间： 评定成绩：审阅教师：

电路频率特性的研究 一、 实验目的 1. 掌握低通、带通电路的频率特性； 2. 应用Multisim 软件测试低通、带通电路频率特性及有关参数； 3. 应用Multisim 软件中的波特仪测试电路的频率特性。 二、 实验原理 研究电路的频率特性，即是分析研究不同频率的信号作用于电路所产生的响应函数与激励函数的比值关系。通常情况下，研究具体电路的频率特性，并不需要测试构成电路所有元件上的响应与激励之间的关系，只需要研究由工作目的所决定的某个元件或支路的响应与激励之间的关系。本实验主要研究一阶RC 低通电路，二阶RLC 低通、带通电路的频率特性。 （一）：网络频率特性的定义 电路在一个正弦电源激励下稳定时，各部分的响应都是同频率的正弦量，通过正弦量的相量，网络函数|()|H jw 定义为：. ().|()||()|j w Y H w H jw e X ?== 其中Y 为输出端口的响应，X 为输入端口的激励。由上式可知，网络函数是频率的函数，其中网络函数的模|()|H jw 与频率的关系称为幅频特性，网络函数的相角()w ?与频率的关系称为相频特性，后者表示了响应与激励的相位差与频率的关系。 （二）：网络频率特性曲线 1. 一阶RC 低通网络 网络函数： 其模为： 辐角为: 显然，随着频率的增高，|H(j ω)|将减小， 即响应与激励的比值减小，这说明低频信 4590 (a) RC低通网络(b) 幅频特性 (c) 相频特性 ()H j ω()) RC ?ω=().0.1/1 1/1i U j c H j R j C j RC U ωωωω=== ++

大学物理实验报告23-PN结温度传感器特性

天津大学 物理实验报告 姓名： 专业： 班级： 学号： 实验日期： 实验教室： 指导教师： 【实验名称】 PN 结物理特性综合实验 【实验目的】 1. 在室温时，测量PN 结电流与电压关系，证明此关系符合波耳兹曼分布规律 2. 在不同温度条件下，测量玻尔兹曼常数 3. 学习用运算放大器组成电流-电压变换器测量弱电流 4. 测量PN 结电压与温度关系，求出该PN 结温度传感器的灵敏度 5. 计算在0K 温度时，半导体硅材料的近似禁带宽度 【实验仪器】 半导体PN 结的物理特性实验仪 资产编号：××××，型号：×××（必须填写） 【实验原理】 1．PN 结的伏安特性及玻尔兹曼常数测量 PN 结的正向电流-电压关系满足： ]1)/[ex p(0-=kT eU I I (1) 当()exp /1eU kT >>时,(1)式括号内-1项完全可以忽略，于是有： 0exp(/)I I eU kT = (2) 也即PN 结正向电流随正向电压按指数规律变化。若测得PN 结I U -关系值，则利用(1)式可以求出 /e kT 。在测得温度T 后，就可以得到/e k ，把电子电量e 作为已知值代入，即可求得玻尔兹曼常数k 。 实验线路如图1所示。

2、弱电流测量 LF356是一个高输入阻抗集成运算放大器，用它组成电流-电压变换器(弱电流放大器),如图2所示。其中虚线框内电阻r Z 为电流-电压变换器等效输入阻抗。 运算放大器的输入电压0U 为： 00i U K U =- (3) 式(3)中i U 为输入电压，0K 为运算放大器的开环电压增益，即图2中电阻f R →∞时的电压增益（f R 称反馈电阻）。因而有： 00(1) i i s f f U U U K I R R -+= = (4) 由（4）式可得电流-电压变换器等效输入阻抗x Z 为 00 1i f f x s U R R Z I K K = =≈+ (5) 由(3)式和(4)式可得电流-电压变换器输入电流s I 与输出电压0U 之间的关系式，即： 图1 PN 结扩散电源与结电压关系测量线路图 图2 电流－电压变换器

预防煤层自然发火措施解析

XXXX煤矿 预防煤层自燃发火安全技术措施

编制： 审核： 矿长： 日期： 作业规程、措施会审会审人员： 会审意见： 学习贯彻情况 主持贯彻人：贯彻时间：贯彻地点：学习人：

目录 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 (4) 二、煤层自燃预测及防治措施 (4) （一）、煤的自燃的预测 (4) （二）、巷道布置与开采顺序方面措施 (8) （三）、采煤工艺的措施 (9) （四）、通风方面的措施 (10) 三、防灭火系统 (11) （一）、流动汽雾阻化剂 (11) （二）、灌浆 (14) （三）、氮气 (20)

预防煤层自燃发火安全技术措施 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 1、煤的自燃倾向性及自燃发火期 根据本矿井10号煤层自燃倾向等级鉴定报告，10号煤层属自燃煤层（自燃倾向分类为Ⅱ级），其他煤层未作鉴定，矿井揭煤后立即采样送有资质的单位补作鉴定。在未作鉴定前，按容易自燃煤层进行管理。 煤炭自燃倾向等级鉴定结果表 二、煤层自燃预测及防治措施 （一）、煤的自燃的预测 一）、建立观测系统 为及时掌握自燃发火动向，必须做好观测站（点）的建设，气样的采集、分析、记录和火灾的判断，矿井应建立预防自燃发火观测系统，观测站（点）的布置如下图所示。在采煤工作面设置共设7个观测点，其中：固定观测点2个，

设在靠近上山侧；移动观测点2个，设在靠采煤工作面侧，移动观测点3个，设在采煤工作面靠采空区侧。 固定观测站移动观测点临时观测点 一氧化碳增量法预测工作面火灾示意图 观测站（点）的布置与观测应符合下列求： 1、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站（点），进行系统的、定期的观测。观测站（点）应设在矿压较小的地点，至少长10m的一段巷道支护规整、断面不变，巷内无一切风阻物，以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。井下观测站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。 2、采区、工作面固定观测站（点）：在采区、工作面的进回风流都必须各建立一个观测站（点），并符合井下测风站的要求。其观测站（点）的位置应使进风观测点能控制全部进风流，回风观测点能控制全部回风流，即两个观测站

一阶RC电路频率特性的研究实验报告

北京交通大学电子信息工程学院2011~2012 实验报告 实验题目：一阶RC电路频率特性的研究。 实验内容及结果： 1.低通电路的研究 实验电路： 实验数据： 低通电路数据 频率电平频率 a b 相位差100 -0.1 100 0.6 4.8 7.1808 300 -0.9 200 1.2 4.4 15.8266 475 -2 300 1.9 4.2 26.8965 560 -2.5 400 2.2 4 33.367 641 -3 500 2.4 3.6 41.8103 704 -3.5 600 2.4 3.2 51.3752 788 -4 700 2.4 3 53.1301 849 -4.5 800 2.4 2.8 58.9973 926 -5 1000 2 2.4 56.4427 1000 -5.5 2000 3.2 3.4 70.2501 1072 -6 3000 2.1 2.2 72.6586 1149 -6.5 5000 1.2 1.2 90 1240 -7 1340 -7.5 1430 -8 1520 -8.5 1600 -9 1660 -9.5 1860 -10 2400 -12 3040 -14 3780 -16 4700 -18 5000 -19

电平图： 相位差图：

2.高通电路研究 实验数据： 高通电路数据 频率电平频率 a b 相位差5000 0 5000 0.6 4.6 7.4947 1500 -0.4 4000 0.8 4.6 10.0154 1200 -0.8 3000 1 4.5 12.8396 1030 -1 2000 1.4 4.5 18.1262 899 -1.4 1000 2 4 30 740 -2 600 2.4 3.2 48.5904 663 -2.4 500 2.4 3.1 50.732 588 -3 400 2.1 2.4 61.045 532 -3.5 300 2 2.1 72.2472 481 -4 100 0.8 0.8 90 440 -4.5 400 -5 372 -5.5 344 -6 339 -6.5 325 -7 261 -8 227 -9 200 -10 165 -11 100 -16

煤炭自然发火的防治(正式版)

文件编号：TP-AR-L4391 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 煤炭自然发火的防治(正 式版)

煤炭自然发火的防治(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1 自然发火的原因及规律 1.1 煤体自然发火的条件 (1) 煤炭自身具有自燃倾向性且以破碎状态存 在； (2) 对煤炭有连续的供氧条件(漏风风速为 1.2 ～ 2.0m/ min、漏风量为0. 1 ～ 0. 24m3/ min) ； (3) 煤炭氧化生成的热量易于积聚; (4) 上述条件持续稳定足够的时间; 1.2矿井自然发火的分布规律 所有的自然发火点都分布在采煤工作面的“两道

两线”(即进风道、回风道、停采线、开采线) 、地质构造带和护巷煤柱间。 (1) 工作面回采结束后,停采线前方有煤壁支承,不易冒实,易形成漏风通道。 (2) 地质构造复杂、断层多的地带因煤质松软、破碎,煤体吸附氧的能力增强,煤层层理、节理高度发育,易漏风。 (3) 布置在煤层的集中进回风联络巷因多次掘进,保护煤柱反复承受采动压力的影响,煤体变形、破碎,不易密封。 (4) 在风压变化较大、较频繁的区域,因风压变化使采空区形成的“负压喘息”加剧了自燃和自燃征兆的显现。 (5) 分层巷道掘进期间,因巷道内风压增高,加之顶板一般较为破碎,易通过其假顶上的裂隙和采空区

信号与系统实验报告实验三 连续时间LTI系统的频域分析

实验三 连续时间LTI 系统的频域分析 一、实验目的 1、掌握系统频率响应特性的概念及其物理意义； 2、掌握系统频率响应特性的计算方法和特性曲线的绘制方法，理解具有不同频率响应特性的滤波器对信号的滤波作用； 3、学习和掌握幅度特性、相位特性以及群延时的物理意义； 4、掌握用MA TLAB 语言进行系统频响特性分析的方法。 基本要求：掌握LTI 连续和离散时间系统的频域数学模型和频域数学模型的MATLAB 描述方法，深刻理解LTI 系统的频率响应特性的物理意义，理解滤波和滤波器的概念，掌握利用MATLAB 计算和绘制LTI 系统频率响应特性曲线中的编程。 二、实验原理及方法 1 连续时间LTI 系统的频率响应 所谓频率特性，也称为频率响应特性，简称频率响应（Frequency response ），是指系统在正弦信号激励下的稳态响应随频率变化的情况，包括响应的幅度随频率的变化情况和响应的相位随频率的变化情况两个方面。 上图中x(t)、y(t)分别为系统的时域激励信号和响应信号，h(t)是系统的单位冲激响应，它们三者之间的关系为：)(*)()(t h t x t y =，由傅里叶变换的时域卷积定理可得到： )()()(ωωωj H j X j Y = 3.1 或者： ) () ()(ωωωj X j Y j H = 3.2 )(ωj H 为系统的频域数学模型，它实际上就是系统的单位冲激响应h(t)的傅里叶变换。即 ? ∞ ∞ --= dt e t h j H t j ωω)()( 3.3

由于H(j ω)实际上是系统单位冲激响应h(t)的傅里叶变换，如果h(t)是收敛的，或者说是绝对可积（Absolutly integrabel ）的话，那么H(j ω)一定存在，而且H(j ω)通常是复数，因此，也可以表示成复数的不同表达形式。在研究系统的频率响应时，更多的是把它表示成极坐标形式： ) ()()(ω?ωωj e j H j H = 3.4 上式中，)j (ωH 称为幅度频率相应（Magnitude response ），反映信号经过系统之后，信号各频率分量的幅度发生变化的情况，)(ω?称为相位特性（Phase response ），反映信号经过系统后，信号各频率分量在相位上发生变换的情况。)(ωj H 和)(ω?都是频率ω的函数。 对于一个系统，其频率响应为H(j ω)，其幅度响应和相位响应分别为)(ωj H 和)(ω?，如果作用于系统的信号为t j e t x 0)(ω=，则其响应信号为 t j e j H t y 0)()(0ωω= t j j e e j H 00)(0)(ωω?ω=))((000)(ω?ωω+=t j e j H 3.5 若输入信号为正弦信号，即x(t) = sin(ω0t )，则系统响应为 ))(sin(|)(|)sin()()(00000ω?ωωωω+==t j H t j H t y 3.6 可见，系统对某一频率分量的影响表现为两个方面，一是信号的幅度要被)(ωj H 加权，二是信号的相位要被)(ω?移相。 由于)(ωj H 和)(ω?都是频率ω的函数，所以，系统对不同频率的频率分量造成的幅度和相位上的影响是不同的。 2 LTI 系统的群延时 从信号频谱的观点看，信号是由无穷多个不同频率的正弦信号的加权和（Weighted sum ）所组成。正如刚才所述，信号经过LTI 系统传输与处理时，系统将会对信号中的所有频率分量造成幅度和相位上的不同影响。从相位上来看，系统对各个频率分量造成一定的相位移（Phase shifting ），相位移实际上就是延时（Time delay ）。群延时（Group delay ）的概念能够较好地反