安全检测监控复习资料

安全检测监控复习资料1.监测监控系统组成、概念、技术指标，国外安全监测监控系统的发展。概念：监测系统：若系统仅用于生产过程的监测，当安全参数达到极值时显示及声、光报警等输出；监测监控系统或监控系统：除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等；计算机测控系统：在监测的基础上增加了对生产机械的控制、调节功能。（就其功能而言）监测监控系统是融计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术为一体的综合自动化产品（就技术而言）组成：测控分站、传感器、执行或控制装置、中心站、传输信道。技术指标：测控分站：容量、接配传感器的概况、检测精度、分辨率、转换时间、传输距离。中心站：主机型号及配置、容量、信息传输方式、传输速率、传输距离、可靠性。系统信息管理软件:开放性好、安全性良好、数据容量大、响应速度快、运行稳定、扩展性强防爆及防爆标志：增安型、隔爆型、本质安全型、通风充气型、其他发展：1第一代，煤矿监控系统是靠空分制来传输信息；2第二代产品的主要技术特征是信道频分制技术的应用；3第三代以时分制为基础的煤矿监控系统；4第四代，是以分布式微处理机为基础的安全检测监控系统；5第五代产品，是以光纤通信技术为基础的安全检测监控系统。2.传感器的定义、组成、分类、静态特性。定义：以一定的精度和规律把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。组成：敏感元件（感受被测量，将它预先变换为另一种形式的物理量）；转换元件（将经预变换的非电信号变换为电信号）；信号处理电路（将转换元件输出的电信号放大或处理为便于显示、记录、控制、传输的信号）。分类：按检测范畴分类：物理量传感器；化学量传感器；生物量传感器。按输出信号分类：开关型传感器；模拟型传感器；数字型传感器。按结构分类：结构型传感器；物性型传感器。按功能分类：单功能传感器；多功能传感器；智能传感器。按物理原理分类：机电式传感器；光电式传感器；热电式传感器；磁电式传感器；电化学式传感器；电参量式传感器；气电式传感器；波式传感器。按能量转换情况：能量控制型；能量转换型。按能源分类：有源传感器；无源传感器。静态特性：当输入量为常量，或变化极慢时，输出与输入之间的关系。静态特性主要指标：线性度：传感器校准曲线和拟合直线间的最大偏差与满量程（F.S）输出值的百分比。迟滞：相同工作条件下，正、反行程校准曲线间的最大差值或最大偏差的一半与满量程输出的百分比。重复性：用同一方向正行程、反行程的最大偏差的最大值与满量程输出值的百分比。灵敏度：由测量系统的输出变化量△y与引起该输出量变化的输入变化量△x的比值来表征。稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力。精度：传感器在其量程范围内，其基本误差与满量程输出的百分比值。分辨力：传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。3.瓦斯检测方法，热导型气体检测原理，载体热催化原理气体检测原理、采煤工作面或掘进工作面瓦斯传感器的设置及报警值、断电值和复位值。瓦斯检测方法：1）热导法；2）载体热催化元件；3）光干涉法；4）红外光谱系数法；5）超声波测量法；6）气敏半导体法。热导型气体检测原理：利用各种气体热导率与空气热导率的差异以及热导率与气体浓度的关系原理，来实现对气体浓度的检测。载体热催化原理气体检测原理：热催化原理（催化燃烧原理）。利用敏感元件对甲烷（或其他可燃性气体）的催化作用，使甲烷在元件表面上发生无焰燃烧，放出热量，使元件温度上升，造成铂丝的阻值变化，从而测定气体浓度。比如，铂丝的电阻在0～630.74℃范围内与甲烷的浓度成正比。采煤工作面或掘进工作面瓦斯传感器的设置及报警值、断电值和复位值：甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。采煤工作面：回采工作面甲烷传感器的设置回采工作面甲烷传感器应尽量靠近工作面设置，如图2-18所示。其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4。断电范围：工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。有煤与瓦斯突出矿井的回采工作面，断电范围为进风巷、工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。若工作面甲烷传感器不能控制进风巷内全部非本质安全型电气设备，则必须在进风巷布置甲烷传感器。图2-18回采工作面甲烷传感器的设置T—回采工作面甲烷传感器2）回采工作面回风巷甲烷传感器的设置回风巷甲烷传感器应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀，且风流稳定的位置，如图2-19所示。其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4，复电浓度为1.0%CH4。断电范围：工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。图2-19回采工作面回风巷甲烷传感器的设置T—回采工作面回风巷甲烷传感器的设置3）回采工作面进风巷甲烷传感器的设置用于监测有煤与瓦斯突出矿井回采工作面的进风巷甲烷传感器，应尽量靠近工作面设置，如图2-20所示，以便及时监测回采工作面的瓦斯变化情况。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4。断电范围：进风巷内的全部非本质安全型电气设备。图2-20回采工作面进风巷甲烷传感器的设置T—有煤与瓦斯突出矿井的回采工作面进风巷甲烷传感器回采工作面采用串联通风时，进入被串工作面的风流中必须布置进风巷甲烷传感器。为保证进风巷甲烷传感器能正确反映所监测区域的瓦斯含量，进风巷甲烷传感器应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀、且风流稳定的位置，如图2-21所示。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4。断电范围：进风巷、工作面和回风巷内的全部非本质安全型电气设备。图2-21串联通风被串回采工作面进风巷甲烷传感器的设置T—串联通风回采工作面进风巷甲烷传感器掘进工作面：1）掘进工作面甲烷传感器的设置掘进工作面甲烷传感器应尽量靠近工作面设置，如图2-22所示。其瓦斯报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4.断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图2-22掘进工作面甲烷传感器的设置T—掘进工作面甲烷传感；F—局部通风机2）掘进工作面回风流甲烷传感器的设置回风流甲烷传感器应设置在瓦斯等有害气体与新鲜风流混合均匀、且风流稳定的位置，如图2-23所示。其报警浓度为1.0%CH4，断电浓度为1.0%CH4，复电浓度为1.0%CH4.断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图2-23掘进工作面回风流甲烷传感器的设置T—掘进工作面回风流甲烷传感器；F—局部通风机3）掘进工作面进风流甲烷传感器的设置采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置掘进工作面进风流甲烷传感器，如图2-24所示。其报警浓度为0.5%CH4，断电浓度为0.5%CH4，复电浓度为0.5%CH4.断电范围：掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。图2-24掘进工作面进风流甲烷传感器的设置T—掘进工作面进风流甲烷传感器；F—局部通风机温度检测技术：热电效应：两种不同的导体A、B，组成闭合回路，当A、B相接的两个节点温度不同时，则在回路中产生一个热电动势的现象。热电偶原理：热电偶回路的总电动势只随一个端点温度（t）的变化而变化。热电阻式热电传感器：热电阻测量温度是依着导体电阻随温度变化的原理而工作的。（三线法）风速检测方法及检测原理。方法：超声波式传感器，热线式传感器，叶轮式传感器，杯式传感器卡曼涡街理论：在无限流场中，垂直于流体方向插入一根无限长的非线性阻力体，在一定雷诺数范围内（=200～5000），阻力体下游会产生两排內旋交替的旋涡列，其旋涡频率正比于流体流速。超声波时差风速传感器利用超声波时差原理可以构成测量风速的传感器。该传感器可以测量通风巷道断面的平均风速，也可以测量点风速。所谓时差法，是通过测定顺流和逆流超声波传播一段距离所需时间的差值来测量风速。热线风速传感器：被加热了的铂丝检测元件在被测介质中的热交换主要包括有：传导、对流、辐射3种形式。在流动介质中，则可以认为因强迫对流造成的热损失超过其他所有散热因素。当铂丝通以恒定电流I时，如果忽略检测元件电阻R的变化，则铂丝检测元件产生的热量Q=I2R基本不变。忽略传导、辐射两种散热因素，则铂丝检测元件的温度T1仅取决于流动介质的速度v。当v发生变化时，T1也相应发生变化。测出因温度T1变化而使铂丝检测元件电阻R产生的增量，就实现了对风速大小的测量。利用这一原理，可以制成灵敏度极高、反应速度极快的风速传感器，即热线风速传感器。叶轮风速传感器：就是利用叶轮转速的快慢取决于风速大小的这一原理，保留叶轮风表的固有特点，应用电子技术对叶轮的转动频率进行计数、转换，实现巷道风量的连续监测。叶轮风速传感器有毒有害气体检测方法。电化学原理测定CO定电位CO传感器原理：当一氧化碳扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电流也随之成正比变化。红外线吸收式CO检测仪原理：大多数气体分子对特定波长的红外线有吸收能力，当红外光透过气体试样时，某一波长范围内的光强度因气体吸收而减少，减少量与气体浓度成正比，根据光强度变化情况可得气体浓度。检知管法测定CO原理：CO气体缓慢而稳定的流过检知管时，与管中试剂发生化学反应，呈现一定的颜色变化或变色长度，通过对比可知CO浓度。氧气检测方法。伽伐尼电池氧气传感器以铅氧电池为例，其阴极用贵金属金，阳极为铅，以过量KOH为电解液。待测气体O2透过隔膜溶解于电解液后到达负极表面并在这里被还原为OH-；在正极产生氧化反应，生成Pb(OH)2。反应中出现了烟雾传感器的工作原理光电式感烟传感器工作原理：在火灾烟雾进入探测器的检测室后，由于烟粒子的作用，使发光元件发射的光产生漫射，这种漫射光被受光元件接受，使受光元件阻抗发生变化，产生光电流，实现将烟信号转成电信号的功能。KYB-1型离子式矿用烟雾报警器工作原理：放射源放射微量的α射线，使空气电离，在电离室内的正、负极板间产生离子电流。当包含较大微粒的烟雾进入电离室后，在烟雾微粒作用下，使离子电流减弱。离子电流的强弱对应于烟雾浓度的高低，故可检测出被测点的火源温度。气相色谱仪组成、检测原理、检测器的种类及作用。组成：主机、电气部分、数据处理。检测原理：混合气体在载气带动下，经色谱柱完成混合气体的分离，然后送给检测器；检测器将分离的每种待测气体转化为电信号，由记录仪记录色谱峰或计算机采样进行数据处理。根据色谱峰位置和峰面积或计算机采集信息先后顺序和大小进行定性定量分析。检测器种类及作用：热导型检测器原理（常量分析）：当有样品进入时，纯载气变成混合气体，其热导率发生改变，使热丝温度发生变化，其电阻随之变化，破坏电桥平衡，电阻变化通过电桥测量出来，反映组分含量。氢火焰检测器原理（可燃气体微量分析）：当气体流经电极间隙时，气体中的一些分子被氢火焰电离成带点粒子，在电场作用下产生电流，电极间隙的气体具有导电性，气体导电性与气体中粒子浓度成正，根据导电性变化可得出气体中粒子浓度。电子捕获检测器（电负性物质分析）。PLC是蒋老师上课讲的内容（开关量输入、开关量输出、模拟量输入）。开关量输入：开关量输出：模拟量输入：EM231——只能接四路模拟量输入传感器：电压型0—5V电流型4—20mA6400—32000RS232→485com49600BPS安全监测监控系统作用：1）通过对被测参数比较分析，为预防灾害事故提供技术数据，便于提前采取防范措施；2）通过对被测参数实施实时有效的控制，及时实现自动报警、断电和闭锁，便于控制事故的发生或扩大；3）通过对生产工艺活动的动态监测分析，实现各种设备的自动调控；4）在发生事故情况下及时指示最佳救灾和避灾路线，为抢救和疏散人员、器材提供决策信息。防爆及防爆标志：Ⅰ类：有沼气爆炸危险的矿井使用的电气设备。Ⅱ类：除沼气矿井以外的爆炸危险场所使用的电气设备。防爆型设备在外壳上的总标志为Ex（隔爆型“d”本质安全型“i”[对于经常存在爆炸性混合物的场所应采用ia型；不是经常存在爆炸性混合物应采用ib型]增安型“e”通风充气型[正压型]“p”无火花型“n”特殊型“s”充油型“o”充沙型“q”）类别：I、IIA、IIB、IIC组别：T1、T2、T3、T4、T5、T6Ex防爆型式（2）类别（1）组别（3