第2章检测技术与传感器-2.38节开关量

第2.3.8节开关量、压力传感器开关量传感器原理产品介绍压力传感器工作原理产品介绍第2.3.8节开关量传感器煤矿监控系统采用的开关量传感器主要有设备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关、温度湿度控制、有烟无烟、电流电压控制等。开关量的监测原理分为直接式和间接式两类。直接式是指在电气上与负荷设备直接联系，从供电网路上直接获取信号，如用电流互感器、电压互感器检测有无电信号输出等。间接式是指在电气上与负荷设备不发生直接联系，如电磁感应原理、霍尔原理、测温原理、测磁原理、光电原理、接近（电感）原理等。电流互感器依据电磁感应原理的。将大电流变成小电流的互感器。由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中。I1N1=I2N2

将高电压变成低电压的互感器——变压器

电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。U1/N1=U2/N2

电压互感器霍耳效应基于这样一个基本原理：带电粒子在磁场中运动时，会受到洛仑兹力（Lorentzforce）的作用。那么反过来，如果强迫一个粒子在磁场中运动，就会带上电荷。霍耳传感器根据霍尔效应，如果在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场，在薄片的横向两侧会出现一个电压。利用霍尔效应的磁传感器产品得到了广泛应用，许多测量仪器和传感器产品都是基于霍耳效应，如磁强计，压力传感器、电流传感器、转速表、计数器、接近开关等。霍耳原理一、GFK70（A）型风筒风量开关传感器

用于检测煤矿井下掘进工作面或采煤工作面局部通风机风筒内的风量。

技术指标：工作电压：9～24.5VDC测量范围：直径300～1000mm风筒

输出型式：电流信号和触点信号防爆形式：矿用本质安全型GFK70(A)型风筒风量开关传感器当风筒实际张开的截面S1大于或小于完全张开时的截面S的70%（误差±20%）时，应能看到状态指示灯发生翻转，信号输出应能在1mA/5mA之间切换，触点信号输出应能够发生闭合/断开切换。1-固定孔；2-按钮开关；3-调节螺钉；4-活动支架开关传感器外形示意图当局部通风机风筒内的风量充足时,风筒风量开关传感器的活动支架展开,推动调节螺钉向上伸展与按钮开关相接触,致使机械按钮开关动作,开关动作后输出无源触点信号供井下分站采集。分站采集的信号通过传输电缆输送至前置机,进入中心站。中心站能够实时掌握局部通风机的风筒风量情况,配合开停传感器,全方位对风机进行监测。可有效的减少因风筒内的风量小、风筒出现漏风或局部通风机发生故障而造成的安全事故。触点信号

有两种：一种是带有电源的，输出可以看成是一个电平信号，通常称“湿”(wet)接点。

另一种就是一个开关，没有电源，只有“通”“断”两个状态，通常称“干”(dry)接点二、GT-L（A）型开停传感器（原KTC-90型）适于煤矿等具有瓦斯煤尘爆炸危险场所的各种机电设备(如采煤机、运输机、局扇、水泵等)开、停状态的连续实时监测。工作方式：锁固吊挂于被测电缆上，连续工作工作原理：

通电导体周围有磁场，通过测试电缆周围有无磁场来确定有无电流通过，鉴别设备开停状态。

主要技术指标：电源电压：12～24VDC输出信号：1/5mADC、0～5VDC、±5mADC、无电位触点显示方式：绿色灯为电源指示、红色灯指示开停防爆型式：ExibⅠ矿用本安型馈电状态传感器馈电状态传感器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。与负载是否工作、电缆有无电流流过无关。使用时将传感器直接卡在控制被控设备的真空开关或磁力启动器的负荷侧电缆上；将馈电状态传感器的输出接至分站的开关量输入口。主要技术指标防爆标志：ExibI

输入电源：本安DC12V，≤23mA

被测设备电压范围：127V～1140V（AC）

工作方式：红、绿二个LED发光指示，连续工作

安装方式：直接卡固在被测电缆外皮上

输出信号：电压≤5V；电流1～5mA——被测电缆中停电/被测电缆中带电。

输出信号传输距离：2km

GKD127馈电状态传感器三、GML(A)型风门开闭传感器（原KG92-1）KG92-1风门传感器的主机安装在被测风门的门框上，然后将磁铁安装在活动门上，磁铁与主机的距离为（20～40mm），安装完毕后，推拉活动门，此时主机的状态指示灯动作即工作正常。主要技术指标：

测量原理：磁场感应

输出信号制：二线制1～5mADC

四线制-5～5mADC

触点式：常开或常闭

传输距离：2km

工作电压电流：9～24VDC

防爆型式：ExibⅠ矿用本安型

通风压力测量皮托管U形压差计GF型风流压力传感器(原KG9501B型)适用于煤矿井下巷道及瓦斯抽放管道负压(差压)的连续实时监测，是监测风压变化，保证矿井正常通风、配风及瓦斯抽放管路安全；监测老塘漏风，保证隔墙密闭质量的重要传感器。可输出多种信号制供选用，能在有瓦斯煤尘爆炸危险的场所连续工作。主要技术指标：测量范围：0～0.5/1/2/5/10/100kPa测量误差：≤±1％F.S输出信号：200～1000Hz、l～5mADC、0～5VDC、4～20mADC等工作电压/电流：9～24VDC;≤60mADC防爆型式：ExibⅠ矿用本安型KG4092型压差传感器用于测量矿井瓦斯抽放管道、矿井风机、风门、通风巷道等场所的气体压差、负压、正压、供水管路的压力等。具有连续检测、数字显示、电信号输出等功能，与矿井监测系统配套使用，可实现遥测与检测自动化。

主要技术指标：

测量范围：0～5/10/50/100kPa

测量误差：±2%(F.S)、±5%(F.S)

输出信号：200～1000Hz、1～5mADC

工作电源：12～24VDC、300mADC矿用本安电源

工作方式：连续检测

防爆型式：ExibⅠ矿用本安型2007年12月6日山西王家岭煤矿透水原因初判为小窑老空水。发生事故时当班下井261人，升井108人，有153人被困井下。被困的人员不是工人，而是施工人员，被困人员多为山西、河北、湖南、贵州4省籍农民工。38人遇难！2007年7月29日

河南省三门峡市陕县支建煤矿东风井因河床水通过采空区涌入井下，发生透水事故，造成69人被困。2010年3月1日７时29分，由中煤五公司、陕西煤建公司和郑州煤建公司承建的神华集团骆驼山基本建设煤矿，在施工