催化燃烧型甲烷传感器的研究
《煤矿低功耗甲烷传感器技术研究》
《煤矿低功耗甲烷传感器技术研究》篇一一、引言煤矿安全是关系到人民生命财产安全的重要问题，而甲烷作为煤矿生产中的主要危险因素之一，其检测技术的可靠性和效率直接关系到煤矿生产的安全。
随着科技的不断发展，低功耗甲烷传感器技术已成为煤矿安全检测的重要手段。
本文旨在探讨煤矿低功耗甲烷传感器技术的研究现状、发展趋势及其在煤矿安全中的应用。
二、煤矿低功耗甲烷传感器技术研究现状目前，国内外对于煤矿低功耗甲烷传感器技术的研究已经取得了一定的成果。
在传感器类型上，主要包括催化燃烧式、红外式、电化学式等。
其中，催化燃烧式甲烷传感器因其响应速度快、成本低等优点被广泛应用于煤矿安全检测中。
然而，传统的催化燃烧式甲烷传感器存在功耗较高的问题，难以满足煤矿长时间、连续监测的需求。
为了降低甲烷传感器的功耗，研究者们从传感器结构、材料、电路设计等方面进行了改进。
例如，采用微机电系统（MEMS）技术制备的甲烷传感器具有体积小、功耗低、灵敏度高等优点；采用新型材料如碳纳米管等制备的传感器具有较高的灵敏度和较低的功耗；同时，优化电路设计也是降低传感器功耗的重要手段。
三、煤矿低功耗甲烷传感器技术的发展趋势随着科技的不断发展，煤矿低功耗甲烷传感器技术将朝着更加智能化、网络化、微型化的方向发展。
1. 智能化：通过引入人工智能技术，实现甲烷传感器的自动校准、故障诊断等功能，提高传感器的可靠性和准确性。
2. 网络化：将甲烷传感器与物联网技术相结合，实现传感器的远程监控和实时数据传输，提高煤矿安全管理的效率。
3. 微型化：随着微机电系统（MEMS）技术的不断发展，甲烷传感器的体积将进一步减小，便于在煤矿现场进行布置和安装。
四、煤矿低功耗甲烷传感器技术的应用煤矿低功耗甲烷传感器技术在实际应用中具有广泛的应用前景。
首先，它可以实现对煤矿瓦斯浓度的实时监测和预警，为煤矿安全生产提供有力保障。
其次，通过与物联网技术相结合，可以实现煤矿安全管理的智能化和网络化，提高管理效率。
均匀沉淀法制备高性能催化燃烧式甲烷传感器
在这 里 我们 以介 孔 Ｓ Ａ一 ５为 载体 ， 过 均 匀 沉 淀 Ｂ １ 通 法负 载 催 化 剂 Ｐ ｄ制 作 催 化 燃 烧 式 甲 烷 传 感
Ｖ的变化估算 甲烷浓度 ， 从而达到检测甲烷的 目的。
在静 态测 试系 统 中 ， 件对 浓度 １ ０ ｐ 的 甲烷 元 ０００ｐ ｍ 进行测 试 ． 录输 出 电压 ， 记 并把 出输 出 电压 的变 化量
甲烷 是 一 种 广泛 应 用 于工 业 和 民用 的 自然 气
用 最广 泛 的 载体 材 料 ｌ 。但 是 由 于 ＾ Ａ， 上 的 ９ ］ ｙ １ — ０ Ｐ 子在 高温 下 容 易 发 生 聚集 ， 低 了催 化 活性 ， ｄ粒 降 进而 导致催 化剂 的劣 化 。如 果 我 们 在 Ｐ ｄ粒 子 之 间 构建类 似 于“ ” 墙 的结构 ， 就会 阻 隔催 化 剂 的劣 化 聚 集 。介孔材 料是 当前 具有广 泛应 用前 景 的一 类新 材 料， 在分离 提纯 、 生物 材料 、 化学合 成及 传感 器件 、 超 轻结 构材料 等许 多领 域 有 着潜 在 的用 途 １ 。介 孔 材料 具有 高 比表面 积 、 高 的热 稳 定 性 和均 一 的孔 较
（ ｔｔ ＫｙＬ ｂｒｔｒ ｎＩｔ ｒｔ ｐｏｌ ｔ ｎｃ，ｏｌ ｅｏ ｌ ｔ ｎｃＳｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅｎ ，ｉｎＵ ｉｒｉ ， ｈ ｎｃｕ ３ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｓａｅ ｅ ａ ｏａ ｙｏ ｅ ａｅ Ｏ ｔｅ ｃｏ ｉ Ｃ ｌｇ ｏ ｎｇ ｄ ｅｒ ｓ ｅ ｆＥｅ ｒ ｉ ｃ ｎｅａ ｄＥ ｇｎ ｒ ｇ Ｊｌ ｎ ｅｓｙ Ｃ ａｇｈ ｎ１０ １ ，ｈｎ ） ｃｏ ｅ ｅｉ ｉ ｖ ｔ
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《煤矿低功耗甲烷传感器技术研究》范文
《煤矿低功耗甲烷传感器技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的广泛开发和应用，煤矿安全问题愈发引人关注。
甲烷作为煤矿生产过程中的主要危险气体，其检测与监控对于预防瓦斯爆炸和保障矿工生命安全具有重要意义。
因此，研究低功耗甲烷传感器技术，提高传感器性能，对于煤矿安全生产具有十分重要的价值。
本文将就煤矿低功耗甲烷传感器技术进行深入研究，探讨其技术原理、性能优化及实际应用等方面。
二、甲烷传感器技术原理甲烷传感器主要通过电化学、红外、催化燃烧等原理进行气体检测。
在煤矿环境中，低功耗甲烷传感器多采用电化学原理，通过检测甲烷与电极之间的化学反应来测量甲烷浓度。
该技术具有响应速度快、测量精度高、抗干扰能力强等优点。
三、低功耗技术实现为降低甲烷传感器的功耗，需从传感器硬件设计、软件算法及工作模式等方面进行优化。
首先，在硬件设计方面，采用低功耗芯片和电路设计，减少传感器在待机和工作状态下的能耗。
其次，通过优化软件算法，降低传感器数据处理和传输过程中的能耗。
此外，采用智能休眠和唤醒机制，使传感器在非工作状态下进入低功耗模式，从而降低整体能耗。
四、性能优化为提高甲烷传感器的性能，需从传感器灵敏度、稳定性、响应速度等方面进行优化。
首先，通过改进传感器材料和结构，提高传感器的灵敏度和测量精度。
其次，采用温度补偿和湿度补偿技术，减小环境因素对传感器性能的影响。
此外，通过优化传感器信号处理和传输技术，提高响应速度和数据可靠性。
五、实际应用低功耗甲烷传感器在煤矿安全生产中具有广泛的应用。
首先，可用于煤矿瓦斯监测系统，实时监测矿井内甲烷浓度，预防瓦斯爆炸事故。
其次，可与矿井监控系统联动，实现瓦斯浓度超标自动报警和断电功能。
此外，低功耗甲烷传感器还可用于煤矿生产过程中的气体分析和研究，为煤矿安全生产提供有力支持。
六、结论低功耗甲烷传感器技术在煤矿安全生产中具有重要意义。
通过深入研究其技术原理、性能优化及实际应用等方面，可以提高传感器的性能和降低能耗，为煤矿安全生产提供有力保障。
甲烷传感器误报警发生原因分析及防范措施
甲烷传感器误报警发生原因分析及防范措施一、甲烷传感器的分类根据工作原理将甲烷传感器分为：催化燃烧式甲烷传感器、热导式甲烷传感器、红外吸收式甲烷传感器和激光式甲烷传感器。
而我矿使用的低浓度甲烷传感器主要是催化燃烧式甲烷传感器。
二、催化燃烧式甲烷传感器工作原理催化燃烧式甲烷传感器主要靠传感器下面进气嘴中的黑白元件进行检测工作。
黑白元件由一个带催化剂的传感元件（俗称黑元件）和一个不带催化剂的补偿元件（俗称白元件）组成，黑白元件的结构、尺寸完全相同，但白元件表面没有催化剂，仅仅给黑元件作为环境温度补偿使用。
这两个元件以铂丝为材料作为电阻和电路板上的另外两个固定电阻构成一个电桥电路，正常情况下在无瓦斯环境中电桥处于平衡状态，传感器显示为零；在有瓦斯的环境中，黑元件在催化剂的作用下发生无焰燃烧，使黑元件温度升高，黑元件铂丝线圈电阻增大，在0%--4%CH4的瓦斯浓度范围内，电阻变化值与瓦斯浓度值成线性变化，因黑元件电阻变化使电桥失去平衡，传感器显示一个相应的数值，即可定义为相应的瓦斯浓度值。
当然，在工作现场由于环境温度的变化也会使铂丝线圈电阻发生变化，为克服环境温度变化对甲烷浓度测量的影响，在电桥电路中引入了与黑元件结构、尺寸完全相同的白元件，白元件由于表面没有催化剂，遇到瓦斯表面不会燃烧，白元件铂丝线圈电阻变化仅与环境温度有关，尽而起到抵消黑元件受环境温度变化影响的作用，保证甲烷传感器在各种环境温度下的正常检测使用。
黑白元件及工作原理如图：三、催化燃烧式甲烷传感器误报警的原因、典型事故及预防措施在有瓦斯的环境中使用时间过长、传感器进水或长时间震动等都能影响到黑白元件的寿命或使测量电桥失去平衡，引起误报警事故。
结合催化燃烧式甲烷传感器工作原理及监控系统多年管理经验，对发生甲烷传感器误报警的原因归结为以下几点：。
氧化铈负载氧化钴型催化甲烷传感器的制备及稳定性研究
氧化铈负载氧化钴型催化甲烷传感器的制备及稳定性研究王天赐;花中秋;杨瑞霞;曾艳;李彦【摘要】采用浸渍法制备CeO2负载的Co3O4催化剂粉末,将催化剂粉末制作了厚膜型催化燃烧式甲烷气体传感器进行测试,讨论不同钴负载量对甲烷催化的影响,重点研究了不同钴负载量对传感器稳定性的影响,通过SEM、TPR、XRD和BET对催化剂进行分析表征.实验结果显示,Co3O4/CeO2催化剂对甲烷有较好的催化特性,Co3O4质量分数为30%时的催化剂制备的传感器对甲烷气体(体积分数2%)响应达到19 mV,且在高温环境下传感器响应能力保持稳定,550 ℃连续工作6 h响应值仅下降0.2 mV.分析催化剂高温处理前后结果,证实传感器失效是由催化剂失效所导致.%Co3O4catalysts supported on CeO2were prepared by an impregnation method and used to fabricate catalytic type gas sensors for methane. The effects of catalyst amount on convention and stability of methane combustion were investigated and the sensor response and stability were also evaluated. The catalysts were characterized by SEM, TPR, XRD and BET. Experimental results show that Co3O4/CeO2catalyst has a high activity for the combustion of methane and gas sensors based on 30%Co3O4/CeO2catalyst give a highest response to methane up to 19 mV at 2% (volume fraction). Additionally, the response only drops by 0.2 mV with a continuous aging of six hours at 550 ℃ in the presence of metha ne. It is revealed that the loss of sensor response is caused by the failure of the catalyst.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P52-57)【关键词】钴催化剂;传感器;甲烷;催化燃烧;氧化铈;响应【作者】王天赐;花中秋;杨瑞霞;曾艳;李彦【作者单位】河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401;河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401;河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401;河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401;河北工业大学电子信息工程学院天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401【正文语种】中文【中图分类】TP212.2天然气泄漏、矿井瓦斯爆炸事故时有发生，对人们的生命财产造成严重威胁。
金属氧化物对甲烷传感器检测性能的提升作用研究
金属氧化物对甲烷传感器检测性能的提升作用研究
阮梦洁
【期刊名称】《自动化应用》
【年(卷),期】2024(65)9
【摘要】作为检测甲烷气体浓度的关键部件,甲烷传感器对于确保甲烷的安全应用至关重要。
在检测过程中,催化燃烧式甲烷传感器通过引入氧化钴作为催化剂,能够显著提升自身检测性能。
采用浸渍法,制备多种不同含量的氧化铈负载氧化钴催化剂材料。
经过对材料比表面积测试,选择含有30%氧化钴的催化剂来制造甲烷传感器,并在测试系统中对制作的传感器进行了全面的性能测试,包括灵敏度、稳定性和选择性。
结果显示,添加了氧化钴催化剂的甲烷传感器展现了出色的灵敏度,其灵敏度与甲烷浓度呈线性关系,且其对甲烷气体具有良好的选择性,能够在复杂的气体环境中准确识别甲烷气体。
【总页数】3页(P167-168)
【作者】阮梦洁
【作者单位】晋能控股煤业集团白洞矿业大同有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
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1.等离子体作用下二氧化碳氧化甲烷反应研究——过渡金属氧化物的催化作用
2.在甲烷氧化偶联反应中碱、碱土、稀土金属氧化物之间的相互作用Ⅱ.掺CaO的
La_2O_3和掺La_2O_3的CaO催化剂的催化性能3.复合金属氧化物催化剂用于二氯甲烷催化燃烧的性能研究4.甲烷、二氧化碳重整催化剂的研究Ⅱ．MgO－CeO_2双金属氧化物对Ni／γ－Al_2O_3催化剂抗积炭性能的影响5.贵金属Au 对半导体金属氧化物气体传感器性能影响研究
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红外甲烷传感器与催化甲烷传感器性能比较研究.
10科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1测量原理热催化瓦斯传感器 , 其工作原理是利用可燃气体在催化剂的作用下进行无焰燃烧,产生热量,使元件电阻因温度升高而发生变化, 通过惠斯顿电桥进行瓦斯和电信号的转换, 测出甲烷的浓度。
红外甲烷传感器 , 由于红外光谱与物质分子的转动、振动等运动状态有关,当这种运动分子的电偶极矩发生变化时, 就与入射红外辐射的交变电场发生耦合, 使辐射的能量转移到分子上 , 从而使其出现能级跃迁, 这样就产生了物质对红外辐射的吸收。
3.23μm波长的红外光穿过气室时, 气室中的样品具有较强的吸收 , 通过对气体吸收前的红外辐射能量和被气体吸收后的红外能量的测量,根据Lambert—Beer(朗伯—比尔定律 , 可计算出被测气体的浓度。
2灵敏度的比较我们选择在矿井一测试点,把GJG4(A 红外甲烷传感器与 K G 9701热催化甲烷传表1响应时间实验比较图3甲烷浓度测量对比图图2KG9701甲烷传感器测量曲线图红外甲烷传感器与催化甲烷传感器性能比较研究卓邦远吕贤帝刘海波(安徽宝龙电器有限公司安徽宿州234000摘要 :本文通过对采用红外技术设计的GJG4(A红外甲烷传感器与采用催化元件设计市场主流甲烷传感器进行了井下实验对比的研究, 得出利用红外技术原理设计甲烷测量传感器和传统催化元件设计的甲烷测量传感器具有响应时间快,反映灵敏,标校周期长,稳定性高, 维护费用低的优点,成功解决了现有矿用瓦斯检测传感器存在响应速度慢,选择性差,测量精度低、受硫化氢气体的干扰大,高浓度瓦斯易造成中毒而无法恢复,使用寿命短,标定周期短的缺陷。
关键词 :红外催化传感器中图分类号 :TP212.9文献标识码 :A 文章编号 :1674-098X(201006(b-0010-02感器挂在一起 , 在监控中心截取 8月 13日 00:00——8月18日09:27时间段甲烷测量曲线如图1和图2所示。
催化燃烧式气体传感器工作原理
催化燃烧式气体传感器工作原理催化燃烧式气体传感器，听起来是不是有点复杂？其实说白了，就是一种用来探测气体的神器。
想象一下，家里有个小助手，专门在那儿监测空气的变化，确保你生活得安全又舒适。
这个传感器最牛的地方在于它的工作原理，听我慢慢给你道来。
这种传感器内里有个催化剂，像是隐形的卫士。
它的工作原理其实就是借助这个催化剂，把空气中的某些气体变成无害的物质。
比如说，假设有点儿天然气泄漏，传感器可不会坐视不管。
它立刻就会发挥作用，将这些气体转化掉，保障你的安全。
你可以把它想象成一个会“变魔术”的小玩意儿，瞬间让危险化为乌有。
催化剂的作用就像是大厨在厨房里忙碌，抓紧每一个细节。
这些催化剂通常是贵金属，比如铂或钯，平时它们就静静地躺在传感器里，一旦有气体进来，它们就会激活。
这种反应就像是在派对上，大家都来劲儿了，气氛瞬间热烈起来。
催化剂可不是闹着玩的，它们能迅速提高反应速度，让气体在高温下分解，释放出热量，真是个“热心肠”的家伙。
为什么要加热呢？这就涉及到一个大问题：气体的燃烧。
我们都知道，燃烧是需要一定温度的，这个传感器就像是把气体放在火堆上，啪的一声就燃烧了。
温度一升高，催化剂开始狂欢，气体就被“吃掉”了，剩下的都是些安全无害的成分，简直就像变魔术一样，让你大吃一惊。
催化燃烧式气体传感器不仅仅局限于天然气。
它也能检测到很多其他的有害气体，像是一氧化碳、甲烷等等。
这些气体都是隐藏的危险，稍不留神就可能酿成大祸。
这个传感器的出现就像是给你装上了一双“火眼金睛”，让你随时随地掌握空气质量。
就算是你在厨房炒菜，油烟再怎么浓重，它也能迅速识别出是否有异常，真是贴心得不行。
此外，它的使用寿命也很长，这让人倍感安心。
一般来说，催化燃烧式气体传感器能持续工作多年，像个老朋友一样，时刻守护在你身边。
偶尔也得给它点关爱，定期检查一下，保持它的“年轻”状态。
只要定期维护，这位小助手就能继续陪伴你，守护你和家人的安全。
这种传感器的反应速度非常快，简直就像一只机灵的小狐狸，发现问题立马就通知你。
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万方数据
万方数据
催化燃烧型甲烷传感器的研究
作者：丁黎明， 赵景波， DING LIMING， ZHAO JINGBO
作者单位：丁黎明,DING LIMING(宁夏银川市北方民族大学电子与信息工程系,750021)， 赵景波,ZHAO JINGBO(江苏镇江市江苏大学电气信息工程学院,212013)
刊名：
微计算机信息
英文刊名：CONTROL & AUTOMATION
年，卷(期)：2007,23(1)
被引用次数：1次
1.Shukla,S Inverse-catalyst-effect observed for nanocrystallinedoped tin oxide sensor at lower operating temperatures[外文期刊] 2005(2)
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3.孙纲灿;周常柱;苏贝用单片机实现瓦斯探测器[期刊论文]-微计算机信息 2005(23)
4.朱正和提高甲烷载体催化元件灵敏度的研究[期刊论文]-矿业安全与环保 2003(06)
5.谢宝卫;李国斌催化燃烧型瓦斯检测仪器性能特征及影响因素浅析[期刊论文]-煤矿安全 2002(03)
6.刘建周;范健;王小刚甲烷催化燃烧反应与甲烷传感器稳定性的研究 1998(01)
1.李珂.于世洁.尤政.赵嘉昊基于MEMS技术的气体传感器[期刊论文]-传感器与微系统 2008(11)
本文链接：/Periodical_wjsjxx200701076.aspx。