煤炭自燃是煤矿和煤炭储存领域面临的重大安全隐患，尤其是在煤炭堆积和运输过程中，温湿度变化会直接影响煤体的氧化速率和自燃倾向。传统的监测手段通常存在实时性差、数据处理复杂等问题，难以准确评估煤自燃的风险。因此，设计了一套基于 LabVIEW 的温湿度测试与监控系统，通过高精度、实时化的监测手段，为煤自燃实验提供科学依据，提升实验数据的可靠性与精度，从而为预防煤自燃提供有效支撑。

系统组成及特点

系统主要由空气加热器、加湿装置、温湿度传感器、数据采集模块及LabVIEW软件平台构成。其核心硬件为 RS-WS-V05 温湿度传感器，具有优良的防护性能和耐腐蚀性，适用于煤炭实验复杂环境。主要特点包括：

1. 高精度监测：系统使用高灵敏度传感器，可在不同环境下精确测量温湿度变化。

2. 实时数据采集与显示：通过 LabVIEW 平台实现温湿度的自动采集、传输和实时显示，确保实验数据的动态监控。

3. 数据存储与分析：系统集成 Access 数据库，所有监测数据可自动存储，方便后期数据分析与处理。

工作原理

在实验过程中，系统通过气泵输送空气，并利用空气加热器和加湿装置调节气流的温湿度，将其引入煤样反应筒中。筒内的松散煤体在球热源的作用下发生热湿交换。此时，系统中的 RS-WS-V05 传感器实时监测反应筒内的温度和湿度变化。

传感器采集的数据通过 USB 数据采集模块传输至 PC，LabVIEW 软件对采集的模拟信号进行实时解析，转换为实际的温湿度值，并在用户

界面上以图形化方式动态显示。同时，数据被自动存储在 Access 数据库 中，供后续分析使用。

系统功能模块

1. 通讯模块：采用 USB 通讯转换器，实现数据采集模块与 PC 之间的高速数据传输，保障了数据的实时性。

2. 数据处理模块：LabVIEW 软件对采集的模拟量信号进行过滤、校准和转换，提升数据的精度和可靠性。

3. 数据库模块：使用 Access 数据库实现实验数据的长期存储，并支持数据的快速查询与分析。

性能指标

• 温度测量范围：20℃ 至 100℃，分辨率 0.1℃

• 湿度测量范围：0% 至 100% RH，分辨率 0.1% RH

• 系统响应时间：小于 1 秒

• 数据采集频率：1 Hz 到 10 Hz 可调

应用与优势

• 高效实验监控：系统通过自动化数据采集和实时显示，降低了实验人员的工作负担，提升了实验效率。

• 可靠的数据分析：通过集成的数据库功能，实验数据可长时间保存，并支持图表分析，为后续研究提供了科学依据。

• 可拓展性：系统具备良好的扩展能力，可根据实验需求增加 CO₂ 浓度、氧气浓度等传感器，进一步提升实验的综合监测能力。

典型应用场景

1. 煤矿通风系统优化：通过对煤体温湿度的实时监测，帮助评估通风效果，优化煤矿通风设计，降低煤自燃风险。

2. 煤炭储存安全监测：在煤炭堆放过程中，系统可持续监测温湿度变化，及早预警自燃风险，保障煤炭存储安全。

3. 煤样实验研究：为煤化学性质研究和自燃倾向评估提供精确的实验数据，助力科学家深入研究煤自燃的机理。

总结

系统基于 LabVIEW 软件与现代传感技术，提供了高效、精准的温湿度监测方案。经过实验验证，系统运行稳定、数据准确性高，有效支持了煤自燃模拟实验的开展。未来，该系统可以进一步集成多种传感器和监测模块，拓展到更广泛的煤矿安全监测领域，为预防煤自燃提供全面的技术支持。