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两类矿井常用瓦斯检测传感器的原理及优缺点

导读: 在煤矿生产中,随着煤层采动,煤层中往往会涌出矿井瓦斯。当其与空气混合,当其体积百分比为5%~16%时,遇明火就会发生爆炸,给矿井的安全生产带来巨大威胁。10月31日,重庆永川来苏镇金山沟煤矿便发生一起瓦斯爆炸事故。

  在煤矿生产中,随着煤层采动,煤层中往往会涌出矿井瓦斯。当其与空气混合,当其体积百分比为5%~16%时,遇明火就会发生爆炸,给矿井的安全生产带来巨大威胁。10月31日,重庆永川来苏镇金山沟煤矿便发生一起瓦斯爆炸事故。目前,事故已造成十余人遇难,仍有20人下落不明。

金山沟煤矿瓦斯爆炸事故救援现场

  作为一种采用传感监测技术的井下安全检测装置,瓦斯传感器对矿井安全显得非常重要。日常的瓦斯传感器能检测矿井下的多种可燃气性气体,避免煤矿恶劣环境中瓦斯爆炸的危险。瓦斯传感器核心是黑白原件,单位时间内可能造成黑白原件与过多的甲烷反应,造成与真值相差过大。所以,传感器的检定和日常校准是保证传感器的准确性及煤矿安全监控系统正常运行的一个重要环节。

  目前,矿井中常用的瓦斯传感器可分为热导式和热效式两大类。

  热导式瓦斯传感器

  热导式瓦斯传感器是利用瓦斯与空气导热系数不同,来测量瓦斯浓度的。这种传感器在工作时需通入恒定的电流,将其加热到一定的温度(180摄氏度左右),功耗较大;且其中的半导体热敏电阻受二氧化碳和水蒸汽影响较大,元件一致性和互换性也较差。热导式瓦斯检测仪在测定低浓度的瓦斯时,输出信号很小,误差较大。因此,这类传感器制成的瓦斯检测仪适用于测量高浓度的瓦斯(5%~100%)。目前这种传感器在矿井中应用较少。

  可用于工业安全、煤矿、石油化工等多行业的霍尼韦尔可燃气体传感器元件。

  热效式瓦斯传感器

  热效式瓦斯传感器,又称热催化式瓦斯传感器。其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,测知瓦斯的浓度。这种传感器的优点是精度较高,输出信号较大,且不受其他燃气和灰尘存在的影响。它的缺点是元件表面温度高,寿命相对较短,易受硫、铅、磷、氯等的化合物干扰而使催化剂中毒或元件坏死,降低其灵敏度、准确度,甚至误报现象。不过,目前像霍尼韦尔等外国知名厂商开发的新型可燃气体传感器,做为矿井检测的常用性气体检测元件来说,有着较长的使用寿命长,测量量程也大,且部分传感器具有很好的抗二氧化硫和硅毒的特点,保证了测量的可靠性。 

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