[发明专利]一种瓦斯煤尘爆炸演示控制方法、演示装置

权利要求书

1.一种瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，该方法利用塑料膜对管道进行密封，在封膜外侧或封膜上侧均匀布置2kg-3kg煤尘；抽真空并使真空度≥瓦斯浓度，根据压力配比法配置瓦斯空气混合气体，并启动搅拌风机(5)混合气体；使瓦斯浓度显示装置(7)度数稳定在每分钟内波动小于10％并点爆瓦斯，瓦斯爆炸并引爆煤尘，启动搅拌风机(5)排废气；具体包括以下步骤：

步骤一，封膜；用PVC塑料膜对管道进行密封，形成瓦斯空气混合气体起爆室；封膜过程中，通过管道连接处的法兰及密封垫对塑料膜进行固定并保证气密性；

步骤二，抽真空；对瓦斯空气混合气体起爆室实施远程抽真空操作；

步骤三，瓦斯空气混合气体配置；对瓦斯空气混合气体起爆室实施远程配气操作；

步骤四，搅拌；对瓦斯空气混合气体起爆室实施远程搅拌操作；

步骤五，点爆瓦斯；实施远程点火操作，点爆瓦斯；

步骤六，引爆煤尘；进行瓦斯引爆煤尘实验；

步骤七，通风排气；启动搅拌风机(5)排出管道内产生的废气。

2.如权利要求1所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，在步骤二至步骤五中，使用自适应神经网络ANFIS实现瓦斯煤尘爆炸演示装置的智能控制，自适应神经网络ANFIS调整学习参数的公式为：

式中，η为学习速率，a_i为输出数据，E为误差，k为迭代次数；为误差变化率。

3.如权利要求2所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，自适应神经网络ANFIS的模型如下：

式中，m为参考的数据量；n为待分析数据的次数；μ为操作数据的均值，包括操作时间、操作间隔、瓦斯浓度和压力；其中1≤mn；a_n-i,a_n-i-1为输出数据；

式中，λ为数据误差的标准差；

对自适应神经网络ANFIS学习效率继续优化，形成最终的自适应神经网络ANFIS的学习函数，为：

4.如权利要求1所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，在步骤二至步骤五中，通过自动模式和手动模式实现远程操作，具体为：

自动模式包括：启动抽真空模块，打开压力传感器、电磁阀及真空泵，当达到预设真空度时，关闭电磁阀及真空泵，并自动进入配气模块；开启充气电磁阀，充入甲烷，结合压力传感器数值，充气完成后关闭电磁阀，进入搅拌模块；启动风机及浓度传感器，搅拌气体使混合均匀，关闭风机进入点火模块，启动点火装置；启动排气模块，启动风机，排出爆炸后的废气；全程所有模块均按预设程序自动进行；

手动模式包括：各模块均在电脑上进行启停。

5.如权利要求1所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，在步骤二中，对瓦斯空气混合气体起爆室实施远程抽真空操作中，基于Zigbee技术，通过控制软件将压力传感器、电磁阀和真空泵接入网关接口，结合配套控制软件构成抽真空模块；当抽真空操作时，软件自动启动电磁阀、真空泵，并实时将压力传感器数据发送至软件，达到预设真空度时，系统自动关闭电磁阀、真空泵。

6.如权利要求1所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，在步骤三中，对瓦斯空气混合气体起爆室实施远程配气操作中，将瓦斯浓度传感器和电磁阀接入网关接口，结合压力传感器、配套控制软件构成配气模块。

7.如权利要求1所述的瓦斯煤尘爆炸演示控制方法，其特征在于，在步骤五中，实施远程点火操作，点爆瓦斯中，将点火控制器接入网关接口，结合配套控制软件构成点火模块；

在步骤六和步骤七中，将搅拌风机(5)接入网关接口，结合瓦斯浓度传感器、配套控制软件构成搅拌模块及排气模块。