02第二讲、矿用传感器(陈华勤)

热催化元件 纯铂丝热催化元件的结构如下图 所示。元件仅有一个纯铂丝螺 旋圈，结构简单，制造容易。
载体热催化元件是目前使用最广 泛的一种催化元件 ：由铂丝线 圈、载体和催化剂组成。
2.光干涉传感器：光电转换 技术没有突
破。
英国E2V的红外气体传感头
热导传感器，测量范围0～100％，但只 有在8～60CH4％范围内满足精度要求， 通常用作高浓度段瓦斯的测量；测值受 环境温度影响大，不易补偿；
二 传感器类型 甲烷、CO、O2、H2S等气体浓度传感器； 速度、位移、压力、温度、电流、电压、流量等参数 传感器； 开闭、位置等状态传感器
三 甲烷浓度传感器介绍
系列催化元件
1.载体热催化传感器：简单实用、价格低廉：2200元以内，
目前国内甲烷检测的主流；但量程小：0-4%，寿命短：
约1年，调校期短：15天，反应慢：30S，且易发生H2S
(1)工作温度：0℃～40℃。 (2)相对湿度：≤98％。 (3)大气压力：86kPa～110kPa： (4)风速：0m/s～8m/s。 (5)矿井环境中的（H2S）气体浓度：<6×10-6。 (6)防爆类型：矿用本安兼隔爆型。 (7)防爆标志：ExibdⅠ。 (8)整机工作电压：(12--24)VDC(本安电源)。 (9)整机工作电流：≤100 mA。 (10)测量范围：0％CH4～4.00％CH4。
1.25％CH4、1.50％CH4；相应的复电点设置：0.40％CH4、
0.65％CH4、0.90％CH4、1.15％CH4、1.40％CH4。
(15)检测响应速度：≤30 s。
1)零点调校
在各种不同的情况下，甲烷传感器的电气特性会有一些变 化，这种变化会导致传感器零点漂移，影响监测数据。调校时 按要求正确连接好传感器，接通电源，使甲烷传感器进入正常 的工作状态，预热20min后。在新鲜空气中观察甲烷传感器显示 窗内的LED数字显示是否为零．若有偏差，应将配套遥控器对 准甲烷传感器显示窗，轻轻按动遥控器的“选择’键．使显示 窗内的小数码管显示“l”，然后再通过按动遥控器的“上升” 键和“下降”键。使甲烷传感器的显示为零。即可完成甲烷传 感器的校零工作。
红外传感器，测量范围可达0-100%，寿 中国重庆院红外气体传感头 命5-8年，调校期12月以上，反应时间 15S以内，价格8000元以内。
四.甲烷传感器校验
1、KG9701低浓度甲烷传感器 2、KG9001B高低浓度甲烷传感器
KG9701型 低浓度甲烷传感器 结构示意图
KG9701低浓度甲烷传感器主要技术指标
(11)显示定义：左起第一位功能显示含义如下：
1—调零；2—灵敏度调节；3—调报警点；4—调断电点；
5—自检。
后3位：测量值显示(单位：％)。
(12)报警方式：二极管间歇式声光报警；声音强度≥80dB；
光强：能见度>20m，
(13)报警点设置：0.50％CH4～2.50％CH4连续可调，
(14)断电信号点设置：0.50％CH4、0.75％CH4、1.00％CH4、
3)报警值设定
根据传感器不同的安装地点，当甲烷浓度达到规定值时，必 须报警，详见表1-1。要实现此功能首先使传感器进入正常工作 状态，然后将遥控器对准甲烷传感器显示窗，轻轻按动遥控器 上的“选择”键，使显示窗内的小数码管显示“3”。然后再 根据需要分别按动摇控器的“上升”键或“下降”键，将显示 窗内的数字(即报警点)调节为所需要的数值即可完成本传感器 报警值的设定。
煤矿安全监控系统
一、传感器的组成
敏感元件转换元件信处理辅助电源敏感元件（又称预变换器）：是用来感受被测物理量，并将 它预先变换成为另一种形式的物理量的器件。
转换元件：是将经预变换的非电信号变换为电信号的器件。 信号处理电路：是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。
和高浓度甲烷中毒。
催化燃烧原理 甲烷等可燃气体在一定温度条件下，在催化剂（铂、铑、钯）
等催化作用下，进行无焰燃烧，在一定的浓度范围内，定 量的甲烷燃烧放出定量的热，生成二氧化碳和水。 释放出的热量Q使元件的温度上升，造成铂丝的阻值变化。 铂丝的电阻在0～630.74℃范围内与甲烷可燃气体浓度成正比。
5)传感器内热催化电桥的零点偏离过大的调校
当传感器老化后会出现零点偏离过大的情况，此时之前 的零点调节已不能满足要求。需将遥控器对准传感器的显示 窗，同时按动遥控器上的三个按键持续数秒钟(清零)，然后 立即按动“选择”键，使传感器显示窗内的小数码管显示 “1”，用螺丝刀旋下传感器后盖上的紧固螺丝钉，打开传 感器后盖，露出整机电路板。再用专用小螺丝刀调节电路板 上的零点电位器P1，使传感器的显示回到“0.00”，即完成 调校。
2)精度调校
当甲烷传感器在瓦斯环境工作一段时问以后，催化元件会 因化学反应而出现变化，影响测量精确度。调校时在完成甲烷 传感器的电气零点调节后，第二步是甲烷传感器的精度调校， 具体方法是：旋开甲烷传感器热催化元件室顶部的防尘罩，将 通气罩插入并罩住甲烷传感器元件粉末冶金气室的外部。然后 通入浓度约为2.0％CH4的标准瓦斯气体，通气流量控制在 200mL／min。此时，甲烷传感器显示窗内的数字显示应与通 往的瓦斯气体浓度值相同。若有偏差，则将遥控器对准传感器 显示窗，轻轻按动遥控器上的“选择”键，使显示窗内的小数 码管显示“2”，然后再根据需要分别按动遥控器的“上升” 键或“下降”键。直至显示窗内的显示值与实际通入的瓦斯气 体浓度值相同为止。
甲烷传感器报警值的允许范围为：0.50％CH4～2.50％CH4。
4)断电值设定
根据传感器不同的安装地点，当甲烷浓度达到规定值时， 必须通过监控分站向所控制的电气设备发出断电指令，详见 表1-1。实现此功能要待传感器进入正常工作状态后，将遥控 器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的“选择”键，使 显示窗内的小数码管显示“4”。然后再根据需要分别按动遥 控器的“上升”键或“下降”键，将显示窗内的数字调节为 所需要的断电点即可完成本传感器断电点设定。断电点的瓦 斯浓度的等级分为：0.50％CH4，0.75％CH4、1.00％CH4、 1.25％CH4、1.50％CH4。