21-2便携式安全生产监测装置

第2章便携式安全生产检测装置第2章1本章主要内容

一、便携式检测仪的电路结构二、便携式甲烷检测报警仪三、光干涉式瓦斯检定仪四、甲烷检测报警仪的日常使用、维护保养及调校本章主要内容

一、便携式检测仪的电路结构2

煤矿安全生产监控装置种类很多，可分为便携式和系统式。煤矿用安全监控系统井下设备都属于固定安装，灵活性不够，存在覆盖死角这一缺陷，

便携式设备由于重量轻便于携带，已经不止作为一种简单的移动监测设备使用，正在向井下工作人员必须配备的目标努力，以确保井下出现事故隐患时工人尽早采取有效措施避险和自救。主要来检测甲烷、CO、氧气、硫化氢等，设备以单种气体检测居多，也在向多种气体同时检测发展。最为常用的是便携式甲烷检测仪。煤矿安全生产监控装置种类很多，可分为便携式和3便携式设备应当具备以下主要特点及功能

1.低功耗；

2.具有实时数据及时钟显示；

3.具有声、光报警并且可设置调整报警点；

4.可燃气体传感器高浓度保护功能；

5.可燃气体传感器故障自检，可更换传感器；

6.电池欠压提示；便携式设备应当具备以下主要特点及功能1.4便携式检测仪的电路结构

1.整体组成LXK-3电源数码管按键声光报警时钟芯片数据存储

CPUC8051F330便携式检测仪的电路结构1.整体组成LXK52.传感电路气体传感器

（1）利用物理化学性质的气体传感器：如半导体、催化燃烧等。

（2）利用物理性质的气体传感器：如热导、光干涉、红外吸收等。

（3）利用电化学性质的气体传感器：如电流型、电势型等。工业上常用的几种气体传感器:

2.传感电路气体传感器61）半导体气体传感器

使用半导体气敏材料，利用气敏元件的电阻、电流或电压随气体浓度变化的原理工作的。

具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、价格便宜等诸多优点，

该传感器己成为世界上产量最大、使用最广的气体传感器之一。

2）固体电解质气体传感器

使用固体电解质材料作为气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子，形成电动势，测量电动势从而测量气体浓度。1）半导体气体传感器使用半导体气敏材料，利用气敏73）接触燃烧式气体传感器分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式气敏材料在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量阻值变化从而测量气体浓度。

普遍应用于石化工厂、造船厂、矿井隧道、浴室、厨房等处可燃性气体的监测和报警。

4）高分子气体传感器高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用。3）接触燃烧式气体传感器分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式85）电化学传感器传感器由膜电极和电解液灌封而成。气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。优点是：反映速度快、准确、稳定性好、能够定量检测，但寿命较短（大于等于两年）。主要适用于毒性气体的检测。目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。

手持式设备由于采用低压器件所以一般选择了传感器LXK-3，LXK系列催化元件取得了国家煤矿防爆安全产品质量监督检测中心颁发的合格证和国家煤炭工业安全标志准用证，已在煤矿使用多年。5）电化学传感器传感器由膜电极和电解液灌封而成。气体浓度信号96）国内气体传感器的研究现状

1）烧结型气敏元件仍是生产的主流，占总量90%以上；接触燃烧式气敏元件己具备了生产基础和能力；电化学气体传感器有了试制产品。2）在工艺方面，引入了表面掺杂、表面覆膜以及制作表面催化反应层和修隔离层等工艺，在气敏材料方面，SnO2和Fe2O3材料已用于批量生产气敏元件，新研究开发的A1203气敏材料、石英晶体和有机半导体等也开始用于气敏材料。3）低功耗气敏元件（如CH4、CO等气敏元件）已从产品研究进入中试阶段。6）国内气体传感器的研究现状10、便携式甲烷检测报警仪光干涉式、热导式、热催化式等，其中热催化式甲烷检测报警仪具有成本低、结构简单、受背景气体和温度影响小、输出信号电流大、信号处理显示方便、易实现自动检测等优点，在国内外广泛采用

2、热催化式甲烷报警仪的工作原理

1、便携式甲烷报警仪的分类、便携式甲烷检测报警仪光干涉式、热导式、热催化式等，其中热催11图4便携式甲烷检测报警仪工作原理图4便携式甲烷检测报警仪工作原理12(1)仪器按使用功能可分为：①检测仪：以显示功能为主的仪器，以下称A类仪器；

②报警仪：以报警功能为主的仪器，以下称B类仪器；

③测报仪：兼有显示和报警两种功能的仪器，以下称C类仪器。3、仪器的型号及主要性能技术指标

(1)仪器按使用功能可分为：3、仪器的型号及主要性能技术指标13(2)仪器按下面的方法命名和编制型号：

(2)仪器按下面的方法命名和编制型号：

14(3)仪器测量范围可采用：①0-3%CH4；②0-4%CH4；③O-10%CH4(4)仪器报警点设置周围可采用：0.5%-2%CH4。(5)仪器应能适应下列环境大气条件：①贮存温度：-40-60℃；②工作温度：0-40℃；③相对湿度：≤98%；④气压=68-ll5kPa；⑤风速：O-8m/s。(3)仪器测量范围可采用：①0-3%CH4；②0-4%15(6)仪器基本功能：①A类和C类仪器的显示值应为二位以上(含二位)有效读数，且有显示值极性标志；②B类和C类仪器应有报警和报警自检功能；③各类仪器均应有电源欠压自动关断功能和防高浓甲烷冲击措施。(7)与仪器配套使用的充电器，应有充电指示及防过充功能，应保证充电效果良好。(6)仪器基本功能：162-1基本误差％CH4(8)仪器允许的基本误差2-2报警误差％CH4

2-1基本误差％CH4(8)仪器17(9)仪器的工作位置偏离规定状态时，显示值或报警点产生的附加误差应在±0.03%CH4范围内

(10)仪器的响应时间：检测元件连续工作的仪器应不大于30s；间断工作的仪器应不大于l5s，其中，自动间断工作的仪器的响应时间还应比其设定的测量时间少5s。①报警点应能在0.50%-2.00%％CH4

范围内任意设置；

②报警时，在距讯响器lm远处，供班组集体使用的仪器其报警声音应不小于80dB，其报警光信号在暗处的能见度应不小于20m。(11)仪器的报警功能应符合下列要求：(9)仪器的工作位置偏离规定状态时，显示值或报警点产生的附加18(12)仪器的电源应采用无“记忆效应”电池或防“记忆效应”措施。电池正常充电后，各类仪器工作时间应不小于9h；工作中，均不应出现欠压和超差，且B类和C类仪器的报警性能应正常。(13)仪器连续运行7天时(每天工作9h)，其基本误差或报警误差不应超差。4、JCB–C668A型多功能甲烷检测报警仪1）工作原理（见图4）(记忆效应是指镍材料做的电池没有完全放电时充电导致下次容量降低的一种现象。锂材料做的电池不会出现这种问题,镍氢电池,记忆效应小一些。)(12)仪器的电源应采用无“记忆效应”电池或防“记忆效应”措19JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪电路组成JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪电路组成202).JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪功能特点

(1)实现甲烷的实时测量和显示。

(5)具有甲烷测量数据存储功能。(2)实现甲烷超限声、光报警功能。(3)零点自动跟踪功能。(4)具有欠压自动关机功能。2).JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪功能特点(213)JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪主要技术参数(1)工作环境条件：①温度：０～40℃；②相对湿度：≤98%；③大气压力：86～ll6kPa。(2)测量范围：(0～4.00)％CH4。(3)基本误差：①(0～1.00)％CH4

时，土0.10%CH4；②(1.50-4.00)％CH4

时，±0.3%CH4。3)JCB-C668A型多功能甲烷检测报警仪(1)工作环22(4)报警点：在测量范围内可任意设定。

(5)报警方式：声、光报警(声级强度≥80dB,光可见度≥lOm)。(6)分辨率：0.Ol％CH4。(7)仪器充满电后，连续工作时间不少于9h。(8)电池最高开路电压：≤DC4.2V，Ah。(4)报警点：在测量范围内可任意设定。(5)报警方式：235、便携式甲烷报警仪的使用与维护

1）维护A）便携式甲烷检测报警仪应设专职人员负责充电、收发及维护。B）每班要清理隔爆罩上的煤尘，下井前必须检查便携式甲烷检测报警仪的零点和电压值，不符合要求的禁止发放使用。C）便携式甲烷检测报警应固定专人使用，用时要严格按照产品说明书进行操作，严禁擅自调校和拆开仪器。5、便携式甲烷报警仪的使用与维护1）维护A）便携式甲烷242）使用A）使用时首先在清洁空气中打开电源，预热l5分钟，观察指示是否为零，如有偏差，则需调零。

B）测量时，用手将仪器的传感器部位举至或悬挂在检测点，经30s的自然扩散，即可读取瓦斯浓度的数值；

C）也可由工作人员随