矿井通风传感器

矿井通风传感器一、教学目的要求1、熟悉矿井通风传感器的作用，了解矿井通风传感器的主要技术指标；2、熟悉矿井通风传感器的设置位置，掌握矿井通风传感器的安装。二、相关内容矿井通风系统是矿井安全生产的重要部分，风量、风速、风压、温度等是通风系统的重要参数。因此，对矿井通风进行监测是矿井安全监测的重要内容之一，矿井通风传感器是矿井安全监测的重要仪器和设备。从事采掘生产的职工，一定要掌握矿井通风传感器的基本知识，会设置常用矿井通风传感器。矿井通风监控系统主要监测风速、风量、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工作电压、工作电流等参数。（一）传感器简介煤矿安全监测的主要内容包括对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测，对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度等环境参数的检测，对生产设备运行状态的监测、监控等。煤矿安全监测主要通过检测仪器来实现。一个简单的检测仪器通常由传感器、信号变换电路及电源等部分构成。借助于敏感元件，对被测物理量进行检测和信号变换，输出模拟量或开关量信号的装置，称为传感器。传感器主要由敏感元件、转换器件、测量及变换电路和电源等组成，如图9-1所示。其主要特性有：（1）量程量程是传感器的主要输人特性，在实际应用中经常遇到。量程是指传感器所允许测量的被测物理量的量值范围。一般用传感器允许测量的物理量的上、下极限来表示，其中上限值又称为满量程值。如低浓度甲烷传感器的量程为0〜4.0%，风速传感器的量程为0.3〜15m/s等。在使用中，如果被测物理量超出了传感器所规定的量程范围，将会造成较大的测量误差或传感器的损坏。（2）精度任何传感器的测量结果都是被测物理量的近似表示，为表示传感器的测量结果与被测物理量的近似程度，引人了精度的概念。精度表示传感器的测量结果与被测实际值的接近程度。精度一般是在校验或标定的过程中确定的。此时，实际值的测量是靠其他更精确的仪器或工作基准给出的。精度一般用极限误差来表示（如压力传感器的精度可表示为±1kPa），或用极限误差与满量程值之比按百分数给出（如压力传感器的精度可表示为±1%）。（3）迟滞由于物理惯性，传感器在输人量增大（正行程）或减小（反行程）时，对应同一输人值的输出值是不相同的。为表示传感器在输人量增大（正行程）或减小（反行程）时对应同一输人值的输出值的差异，引人了迟滞的概念。迟滞是指传感器在输人量增大（正行程)或减小(反行程)时，输出/输人曲线不重合的程度。重复性由于传感器的老化和磨损，在相同的工作状态下，重复地输人一个相同的值时，传感器的输出是不相同的。重复性是指传感器在相同的工作状态下，重复地输人一个相同的值时，其输出的一致性程度。线性度为了标定和数据处理，一般要求传感器的输人和输出成线性关系，并能准确地反映被测物理量的实际值。一般用所测得的输出/输人标准曲线与理论拟合直线的偏差和满量程输出值的百分比来表示。灵敏度灵敏度是传感器的输出增量与输人增量之比，一般用拟合直线的斜率来表示。《规程》的有关规定《规程》第106条规定：矿井必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。《规程》第175条规定：装备矿井安全监控系统的矿井，每一采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器，主要通风机的风铜应设置压力传感器；开采容易自燃和自燃煤层的矿井，应设置一氧化碳传感器和温度传感器；主要通风机、局部通风机应设置设备开停传感器，主要风门应设置风门开关传感器，被控设备开关的负荷侧应设置馈电状态传感器。矿井通风传感器常用的矿井通风传感器如下。另外，还有风筒状态传感器、光电烟雾传感器、温湿度组合式传感器等。1、矿井通风传感器矿井通风传感器——F15型风速传感器传感器：GF15型风速传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI测量范围：风速0.3〜15m/s允许误差：±0.3m/s输出信号：200〜1000Hz显示：风速，三位LED就地显示工作电压：本安DC18V工作电流：＜100mA外形尺寸及质量：180mmX137mmX57mm，约1kg适用范围及特点：主要用于煤矿井下各种坑道、风口、扇风机井口等处风速、风量的监测，以确保井下的通风安全。具有技术先进、使用方便、稳定可靠的特点，与其他煤矿监测系统相兼容；矿井通风传感器——GW45型温度传感器传感器：GW45型温度传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI测量范围：一5〜+45°C测量误差：±1.5C输出信号：200〜1000Hz响应时间：W20s工作电压：本安DC18V工作电流：W80mA外形尺寸及质量：180mmX137mmX57mm,约1kg适用范围及特点：主要用于测量煤矿井下的环境温度，以便监视火灾发生，同时也可用于其他场所的温度测量，并可与其他型号的监控系统配套使用；矿井通风传感器——P5型差压传感器传感器：GP5型差压传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI测量范围：0〜5kPa遥控距离：0〜6m测量误差：±2%工作电压：本安DC18V工作电流：W100mA显示：三位数码管，显示精度0.01kPa输出信号：200〜1000Hz外形尺寸及质量：180mmX137mmX57mm，约1kg适用范围及特点：GP5型差压传感器可对矿井风机、风门密闭、通风巷道等地的差压进行连续监测，可以实时地显示被测点的差压值，同时可与其他煤矿监测系统相兼容；矿井通风传感器一KT型设备开停传感器传感器：GP5型差压传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI工作电压：本安DC18V动作电流：35A响应时间：W1s输出信号传输距离：1km工作电流：W20mA被测设备供电电缆范围：外径①16〜80mm电缆品种：橡套、钢网、恺装及屏蔽显示功能：采用发光管对应指示设备开停状态。设备停态为红灯，设备开态为绿灯；适用范围及特点：主要用于监控煤矿井下机电设备(如采煤机、运输机、提升机、破碎机、局扇、泵站、风机等)的开停状态，可实现在地面对全矿电气设备开停状态进行集中连续的自动监测；矿井通风传感器——K-TY馈电状态传感器传感器：GK-TY馈电状态传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI动作电压：3100V工作电压：本安DC18V工作电流：W30mA响应时间：W2s输出信号传输距离：1km被测设备供电电缆范围：外径①16〜80mm电缆品种：橡套、钢网、恺装及屏蔽；显示功能：采用发光管对应指示馈电设备通、断；电状态。设备断电为红灯，设备通电为绿灯；适用范围及特点：主要用于监测电缆芯线是否带电，并同时输出相应的状态信号供监测系统采集处理。本传感器采用新型抗干扰结构设计，具有结构新颖、安装使用方便、功耗低、性能稳定、维护工作量小等特点，并可与各种监控系统配套使用；矿井通风传感器——FK型风门开闭状态传感器传感器：GFK型风门开闭状态传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：ExibI动作距离：30mmW动作距离W70mm防护等级：IP54信号输出形式：一组转换接点输出信号传输距离：W2km触发磁钢材质：氧化物磁钢触发磁钢特点：抗老化，抗杂散磁场，全密封外形尺寸：开关组件：138mmX52mmX31mm触发磁钢：138mmX52mmX31mm适用范围及特点：主要用于煤矿井下有甲烷及煤尘爆炸的危险的环境中，用来检测风门的开闭状态，为通风管理提供风门状态信息，可与各种矿井监测监控系统配套使用；矿井通风传感器一F15型矿用智能风量传感器传感器：GF15型矿用智能风量传感器主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型：Exib工测量范围：风速0.3〜15m/s基本误差：±0.3m/s输出信号：200〜1000Hz频率，1〜5mA风速、风量三位LED就地显示工作电压：本安DC12〜18V工作电流：不大于100mA适用范围及特点：主要用于煤矿井下各种巷道、风口、扇风机井口等处的风速、风量的检测，以确保煤矿的井下通风安全。具有技术先进、使用方便、长期使用稳定可靠、免维护等特点；风筒状态传感器风筒状态传感器是用来监视煤矿井下掘进工作面柔性风筒工作状态的传感器，其结构原理如图9-2所示。它由干簧管组件、磁铁组件和风筒卡装机构三部分组成。其中干簧管组件中的干簧管装在铸铝的外壳上，并用环氧树脂浇注在电木槽内。干簧管组件由两根通讯电缆输出开关信号。组装好的干簧管组件上端与悬吊臂摆件的一侧连接，下端与夹钳臂连接。a)/b)图9-2凤筒状态传感器a)风筒内风量正常b)风筒内无风»永磁磁铁组件的上端与另一悬吊臂摆件连接，下端与另一个夹钳臂相连。这两个夹钳臂牢牢地夹住风筒。当局部通风机停止运转或由某种原因造成风筒内无风时，传感器的两个臂在重力作用下合拢，如图9-2b所示。此时，干簧管组件中的干簧管与磁铁靠近，磁铁的吸引力使干簧管的两个簧片互相吸合，电路接通，向井上发出信号。当局部通风机工作正常时，风筒的两个臂张开，如图9-2a所示。此时，干簧管组件与磁铁分开，由于干簧管的簧片处于常开状态，电路也被断开，表示风筒内风量正常。光电感烟传感器光电感烟传感器的工作原理光电感烟传感器采用光散射原理，检测火灾初期阶段产生的可见烟雾粒子，当火灾烟雾粒子浓度超限时，传感器接收烟雾粒子散射量增加而产生报警。特别适用于监视发生电气火灾的场所。存在的主要问题光电感烟探测原理对粒径为0.1〜50以m的烟雾敏感，因此受矿山浮游粉尘的干扰很大，易产生非火灾误报，影响检测的可靠性。失报。因粉尘进人主光电室粘附在发光、受光元件上，造成遮光而发生失报，需要经常清扫。非火灾误报。在下列情况下易发生非火灾误报：受到5000lx以上的强光或闪光照射；电气噪声、冲击电压、雷达电波干扰时；环境浮游粉尘、小虫进人后产生散射光及环境温度变化、结露或喷雾时。3.KG9301型温湿度组合式传感器工作原理和主要结构该传感器采用高分子电解质电容敏感元件感湿及半导体敏感元件测温原理，全不锈钢外壳，双色发光二极管指示(绿：湿度；红：温度)监测参数，结构紧凑。主要技术指标湿度0〜100%RH；温度0〜40°C可扩展为一40〜150°C)；测量误差：湿度士3%RH(30%〜95%RH)；温度：±0.4C；工作电压电流：12〜24V，80mADC；防爆类型：ibl(+150C)本质安全型。使用方法将电缆的电缆插头插人传感器下端左侧的多芯插座上，再将传感器与监测系统分站用专用电缆连接好，则传感器发光二极管应亮，并交替显示温度、湿度地址和测量值，同时连续输出温度及湿度两路信号，投人正常运行。用途、特点及应用情况该传感器为矿用本质安全型，适用于煤矿井下或地面较恶劣等环境，同时监测湿度、温度两个参数；能就地交替显示湿度、温度值；连续输出湿度及温度两路信号。它的测量范围宽，性价比高，全不锈钢外壳，轻便结实，使用寿命长，稳定可靠，可与KJ90、KJ4、KJ101、TF200等监控系统配套使用。传感器的设置风速传感器和压力传感器的设置每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置风速传感器。速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算测风断面的地点。装备矿井安全监控系统的矿井，主要通风机的风铜应设置压力传感器。瓦斯抽放泵站流量、温度和压力传感器的设置瓦斯抽放泵站的抽放泵输人管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。温度传感器的设置自燃发火矿井应设置温度传感器。温度传感器除用做环境监测外(报警温度为30C)，还用于自燃发火预