第31节-瓦斯传感器.ppt

1、介绍了三矿用传感器，开发了应用于煤矿的传感器现状煤矿的传感器检测瓦斯含量的方法，采矿机械化方面随着综合机械化的发展，目前采集了43%以上，电力牵引采煤面已经启动。综采设备的电气控制和测试一般采用电压电流检测。一些采煤机具有速度、功率、水温的传感器及其测向仪。矿山用传感器现状、矿山固定设备方面的安全运行提高、以微机为核心的升降机备份保护装置的开发得到了迅速发展。升降机控制采用了行程位置传感器、升降机深度指示器、升降机超滚保护装置、电压、电流变送器、电力变送器、防爆磁性开关等。风扇、泵微机监控系统和鼓风机自动化监控系统已经启动。目前使用的传感器包括：电压、电流功率变送器、声压、风速、转速、泵效率检

2、测、水仓水位、压力、二次排气温度固定点、风袋固定点、轴承固定温度、自动阻尼器传感器等。矿山传感器现状、煤矿电力调度监控系统方面，目前使用的传感器为：电压、电流变送器、有源电力变送器、功率因数传感器。矿山传感器现状、矿山环境、生产监控、监控系统方面的传感器是自动化煤矿安全生产设备不可缺少的渡边杏部分。监控和监控系统的传感器完备程度及系列产品已经具有相当高的水平，由井下机电设备开/停检测、计量传感器、测速传感器等组成的矿山用微机皮带秤、材料仓库材料的超声波分级表、本安培容量供求表、机械设备外壳温度检测用的温度传感器、环境温度、高低浓度气体、水压、超声波风速等组成。20世纪80年代以来，随着工作面产

3、量的增加，一些大中型矿山的主煤运输逐渐被带式输送机取代，具有打滑、偏差、断带、纵向撕裂、材料勘探、煤堆积、烟雾、温度(轴承、环境)、速度、防尘洒水、消化物等门，每个传感器都有相应的开关或模拟输出，系统、矿山传感器的现状、矿山传感器的开发，例如采煤机单位位置检测传感器、微芯片使用后，不仅可以显示单位位置，还可以显示行车方向、行驶速度、每半次采煤量等。磁带电子秤除了显示一个累计运输量外，还可以显示瞬时、最大、平均运输量，自动校准自重减少，减少测量误差。煤仓超声波液位计增加、干扰信号消除、各种参数修改、自动报警、多探头等功能。升降机的移动位置传感器不仅可以计算箕斗的位置，还可以计算箕斗的运行速度，根

4、据给定的速度运行度自动调节运行速度，缩短运行周期，提高运输量，自动执行准确的停车效果。电气参数智能传感器测量电流、电压、有效功率、无功功率以及短路、过载、断相和相位保护等。即使是简单的速度传感器，智能化后，也可以大大扩展工作周期、累计转数和测量范围。矿山用传感器的开发，矿山用传感器必须提供新产品、产品系列化、高功能、智能等，以满足发展的需要，与煤矿的重要机械设备有机结合，形成新一代机电一体化产品。例如：采煤机、双向摆动、煤岩边界、流量、液压、油温、轴承温度、电流、电压、振动等。与微机一起通过健康检查及故障诊断更换采煤机。另外，开发液压支架、运输机、电渣器等，确保工作面沿槽控制。矿山传感器开发，

5、机器人开发煤炭产业是多种技术综合应用产业，工作多，工作复杂，可以选择机器人作为开发对象产品，选择范围广，自由度大。例如，掘进、采煤、凿岩机、喷雾、水彩、消防、救灾等机器人。机器人开发的特点没有出现在机器本身，主要是完善的传感器和完善的硬件和软件，要实现井下无人采煤，必须在规则和不稳定的煤层中开发引导机器的传感器。机器人内部传感器用于检测对象和工作环境，应使用加速度、速度、线位移、角度位移等多种类型的内部传感器、视觉、听觉等非接触外部传感器、接触、压力、滑动、警觉等外部传感器。矿山传感器开发，总体路径和趋势：高精度，小型化，集成，数字化，智能化。为了提高高精度煤矿环境的测量和控制精度，像CO传感

6、器一样，传感器的精度必须尽可能高，希望测试精度优于L，风速传感器的精度要求优于2。小型化小型化传感器主要由硅材料组成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高、成本低等优点。核心技术是研究微电子和微机械加工与封装技术的巧妙结合，预计将产生一个小型但强大的新型系统。对经常更换车间的煤炭企业来说，搬迁、移动容易，具有特殊的意义。矿山传感器开发、集成的两个意义：第一，将传感器、放大器、传感电路等集成到同一个芯片上，减少体积，提高抗干扰能力。二是将同类传感器集成到同一芯片上，制作多功能传感器，可以同时测量煤壁、顶底板等表面状态。数字数字化对数字传感器的研究非常重要，可以使传感器直接与计算机联机。矿山传感器

7、开发、智能定义：装有微处理器的传感器系统是不仅可以进行信息处理和信息存储，还可以进行逻辑思维和结论的传感器系统。这种传感器相当于微型机器和传感器的复合，主要组件包括主传感器、辅助传感器和微型计算机的硬件设备。像智能压力传感器一样，主传感器是检测压力参数的压力传感器，辅助传感器通常是温度传感器和环境压力传感器。利用该技术，可以轻松地调整和更正温度变化引起的测量误差，硬件系统不仅可以放大、处理和存储传感器弱输出信号，还可以与计算机进行通信。矿用传感器的开发、热导法光干涉法(重点确定)、红外光谱系数法超声波测量法、气敏半导体法热电体催化元件(重点确定)、气体含量检测方法、原理导热系数是构成混合气体的

8、成分和各成分的百分比函数。因此，通过测量气体的热导率，可以确认混合气体的成分。根据该原理，可以测定井下气体中CH4的含量。测定气体含量的方法热导法缺点(1)要测试的气体的热导率与空气的热导率距离越远，信号越强。气体的热导率约为空气导热系数的1.3倍，两者之间没有太大差异，因此用导热法测量低浓度气体，传感器输出信号小，测量误差相应增加。(2)热导仪的零点移动严重，也不适合测量低浓度气体。一般来说，导热器与载体催化型仪器一起用来测量0% CH4的高浓度气体。检测气体含量的方法热传导法是以气体和空气中光的折射率不同的方式制造的。，检测气体含量的方法光干涉法，从光源1发出的光，通过电容器2和狭缝3到达

9、平面镜4，通过反射和折射分别通过空气室5和甲烷室6折射的棱镜7折射后，两束光通过平面镜4反射进入反射棱镜8，并反射到望远镜系统9。在物镜的焦平面上产生干涉条纹。检测气体含量的方法光干涉法，工作原理：当甲烷室和空气室同时充入空气时，两条光线通过同一路径时，干涉条纹不会移动。在甲烷室中改变气体成分、温度或压力会改变折射率，同时改变光的距离，干涉条纹也会移动。两个房间的温度和压力相等时，干涉条纹的移动量与甲烷浓度成正比。通过测量这个移动量，可以测定空气中甲烷的含量。检测气体含量的方法光干涉法安全，操作简单，测量范围广(010%或0100%)，成为我国矿山安全检查员必备的仪器之一。缺点是光干扰信号更难

10、转换为电信号，不能与监控系统持续进行遥测，只能用于个人携带。如果测量大气中气体的其他成分气体的百分比发生变化，则光干涉条纹位置也会发生变化，产生很大的测量误差。检测气体含量的方法光干涉法，原理各气体对红外区域的光波具有一个或多个吸收光谱，甲烷的吸收光谱为3.39米，通过氦激光可以获得稳定的3.39红外激光。激光通过气体气体，被气体吸收，光强度减弱，可以随着光强度的变化反映气体含量。检测气体含量的方法红外光谱系数法，GJG40H(A)型红外甲烷传感器，原理各气体对红外区域的光波至少有一个吸收光谱，甲烷的吸收光谱为3.39米，通过氦激光可以获得稳定的3.39红外激光。激光通过气体气体，被气体吸收，

11、光强度减弱，可以随着光强度的变化反映气体含量。优点激光气体测量仪具有高灵敏度和选择性，受气体其他气体成分变化影响较小，测量精度高。缺点仅适用于实验室使用。激光管电压高，设备复杂，井下使用有困难。检测气体含量的方法红外光谱系数法根据超声波在其他气体中传播的速度不同，按照不同的原理制作。常温常压下声波在气体中传播的速度为标准气体的分子量为29，CH4的分子量为16，超声波通过气体样品后速度的变化可以测定气体样品中气体的含量。气体含量检测方法超声波测量方法，k为常数；m是气体的分子量，缺点对低浓度气体不敏感。因此，这些仪器主要用于气体排水管或高浓度气体检查。检测气体含量的方法超声波测定法，部分金属氧

12、化物(如SiO2、ZnO等)在600左右的温度下徐璐吸附其他气体后，电阻发生变化的原理，可以测定气体浓度。优点制造简单，使用方便的缺陷元件稳定性和选择性差，对气体的分辨力弱。检测气体含量的方法气敏半导体，原理组件内部以铂丝为核心，外部以氧化铝为载体，在载体上涂催化剂，铂丝通过一定电流，元素在含有气体的气体中时，表面发生无火焰燃烧，铂丝温度升高，实现对气体的检查。目前低浓度甲烷传感器都采用了这种方法。检测气体含量的方法热载体催化元素，一些概念白色元素：氧化铝是白色的，因此习惯上被称为白色元素。黑色分量：活性组分钯，钨制成的催化剂，催化剂呈棕色，习惯上称为黑色部件。未涂催化剂的元件称为补偿元件或载体元素。检测气体含量的方法传热体催化元件，钚催化元件的特征是催化剂、加热器和温度检测元件。优点：结构简单。稳定性好，硫化物中毒的影响小。缺点：催化剂活性低，工作温度9001000，升华严重，电阻增加，0点漂移，寿命短。检测气体含量的方法热载体催化元件，载体催化元件结构铂丝：加热，热感载体：固定铂丝，附着催化剂，传热催化剂：Pt，Pd，Th催化，甲烷燃烧温度降低(30040