瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎和咚箓鞲衅髟?/h2>

0 引言 檢測(cè)瓦斯最有效最經(jīng)濟(jì)的方法是催化燃燒方法，即把催化劑氧化鈀黑涂在測(cè)量元件表 面，再配以物理性能相同的參比元件組成測(cè)量電橋（黑白元件） 。兩只元件用鉑絲加熱到攝 氏 400 度，當(dāng)空氣中含有可燃?xì)怏w時(shí)，測(cè)量元件在催化劑的作用下，在元件表面發(fā)生催化 反應(yīng)，使溫度上升，通過(guò)測(cè)量?jī)芍辉臏夭罹湍芘袛喑鐾咚沟暮縖1]。由于催化元件在 檢測(cè)可燃性氣體方面有著電路簡(jiǎn)單、可靠、廉價(jià)等許多的優(yōu)越性能，在全國(guó)煤礦安全檢測(cè)領(lǐng) 域得到了廣泛應(yīng)用。 催化燃燒型瓦斯檢測(cè)儀器是當(dāng)前煤礦中使用最廣泛、 最普遍的瓦斯檢測(cè) 儀器。是煤礦用來(lái)監(jiān)視礦井瓦斯動(dòng)態(tài)的有效工具。 但是，載體催化元件有個(gè)致命的缺陷，就是只能測(cè)量 4% 濃度以下的甲烷氣體，當(dāng)空 氣中的瓦斯?jié)舛戎党^(guò) 4% 后，元件就會(huì)發(fā)生“激活”現(xiàn)象造成永久損壞，使測(cè)量范圍被局 限在很有限的區(qū)間里。如果能夠解決催化元件的“激活”問(wèn)題，那將為煤礦安全帶來(lái)一場(chǎng)重大 的變革。 1 傳統(tǒng)的催化燃燒檢測(cè)的問(wèn)題 傳統(tǒng)的檢測(cè)原理是檢測(cè)催化元件與參比元件的溫差獲得濃度信號(hào)，隨著濃度上升，元 件溫度必然上升，“激活”現(xiàn)象不可避免。當(dāng)被測(cè)氣體中甲烷濃度大于 4% 時(shí)，切斷橋路的 加熱電流，然而實(shí)踐證明，盡管有保護(hù)電路存在，還是不能有效保護(hù)傳感器元件。
根據(jù)文獻(xiàn)，無(wú)論什么配方的催化劑，在表面溫度 >600℃后，催化劑氧化鈀黑都無(wú)法 抵抗氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，結(jié)果造成檢測(cè)元件的損壞。 當(dāng)催化元件被點(diǎn)燃之后，再切斷電源也無(wú)法撲滅，元件會(huì)一直維持燃燒狀態(tài)，直到將 其燒毀為止。而在高濃甲烷環(huán)境下，很小的能量“觸發(fā)”就會(huì)導(dǎo)致催化元件的完全燒毀，而儀 表檢測(cè)又必須讓元件在燃燒狀態(tài)工作，這就是我們必須要解決的關(guān)鍵。 我們做了這樣一個(gè)試驗(yàn)， 在黑暗的環(huán)境中， 往試驗(yàn)杯中通以 10% 濃度的甲烷氣樣 （9.5％ 濃度的瓦斯氣體具有最強(qiáng)烈的爆炸特性） ，接通測(cè)量橋路電源，讓元件進(jìn)入催化反應(yīng)狀態(tài)， 檢測(cè)元件在瓦斯和氧氣的反應(yīng)下立刻發(fā)出明亮的光輝； 這時(shí)立即切斷橋路電源， 但是催化反 應(yīng)并沒(méi)有停止，催化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量還會(huì)維持燃燒， 這種燃燒的能量來(lái)源于甲烷與氧氣的 反應(yīng)，這就是雖然斷電保護(hù)，但仍然不能有效杜絕“激活”的原因。 2 甲烷傳感器催化元件的高濃沖擊問(wèn)題 催化元件測(cè)量高濃甲烷時(shí)，因甲烷擠占了空氣中的氧氣，使催化反應(yīng)不但沒(méi)有加強(qiáng)， 反而隨著濃度增加而下降， 濃度越高測(cè)量值反

瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎杭淄閭鞲衅?/h2>

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甲烷傳感器
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甲烷傳感器在煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)中用于煤礦井巷，采掘工作面、采空區(qū)、回風(fēng)巷道、機(jī)電峒室等處連續(xù)監(jiān)測(cè)甲烷濃度，當(dāng)甲烷濃度超限時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警，可供煤礦井下作業(yè)人員，甲烷檢測(cè)人員，井下管理人員等隨身攜帶使用，也可供上述場(chǎng)所固定使用。
中文名
甲烷傳感器
外文名
甲烷傳感器
應(yīng)    用
用于煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)中
何種CPU
采用40-PIN的 PIC16F877A
目錄
1
基本簡(jiǎn)介
2
功能特點(diǎn)
3
原理
4
分類
5
發(fā)展
6
紅外傳感
甲烷傳感器基本簡(jiǎn)介
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語(yǔ)音
技術(shù)參數(shù)：檢測(cè)氣體：甲烷檢測(cè)原理：紅外原理檢測(cè)范圍：0～100%LEL、50%Vol、100%Vol可選分辨率：0.1%LEL（0～100%LEL）、0.01%Vol（0～100% Vol）檢測(cè)方式：泵吸式顯示方式：LCD液晶背光顯示檢測(cè)精度：±2%.FS報(bào)警方式：聲光報(bào)警(報(bào)警點(diǎn)可調(diào))響應(yīng)時(shí)間：小于30S恢復(fù)時(shí)間：小于40S線性誤差：±1.0%不確定度：2%Rd±0.1零點(diǎn)漂移：≤±2.0%FS/年跨度漂移：≤±1.0%FS/月工作電源：DC3.6V傳感器壽命：5年以上使用環(huán)境：溫度-20℃~+70℃；相對(duì)濕度≤95%RH（非凝露）；在凝露環(huán)境下使用需訂制電池容量：3.6VDC，5000mA ,帶充電保護(hù)功能 外型尺寸：180×190×100mm(L×W×H)標(biāo)準(zhǔn)配件：0.8m采樣手柄一根，儀器箱一個(gè)，充電器一個(gè)重 量：1.5Kg
甲烷傳感器功能特點(diǎn)
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☆ 具有自動(dòng)調(diào)零功能；☆ 標(biāo)校可靠性更高，性能更穩(wěn)定，使用更簡(jiǎn)單方便；☆ 采用高分辨率的單片機(jī)，測(cè)量的數(shù)值均準(zhǔn)確可靠；☆ 開機(jī)并具有自動(dòng)穩(wěn)零功能；☆ 可選擇的調(diào)試菜單結(jié)構(gòu)，方便調(diào)試，操作簡(jiǎn)單。
甲烷傳感器原理
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圖1
一般采用載體催化元件為檢測(cè)元件。產(chǎn)生一個(gè)與甲烷的含量成比例的微弱信號(hào)，經(jīng)過(guò)多級(jí)放大電路放大后產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，送入單片機(jī)片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換輸入口，將此模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。然后單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)顯示，報(bào)警等功能。見圖1：智能甲烷傳感器一．甲烷的敏感元件MH-440V/D 紅外氣體傳感器是通用型、智能型、微型傳感器，該傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對(duì)空氣中存在的CH4進(jìn)行探測(cè)，具有很好的選擇性，無(wú)氧氣依賴性，性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。內(nèi)置溫度傳感器，可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。該傳感器是將成熟的紅外吸收氣體檢測(cè)技術(shù)與微型機(jī)械加工、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。該傳感器使用方便，可直接用來(lái)替代催化燃燒元件，廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場(chǎng)合。二．用敏感元件組成的測(cè)量電路被測(cè)非電量輸出電量敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路傳感器的組成輔助電源三．調(diào)節(jié)信號(hào)電路四．進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換CS5521芯片為20腳 PDIP或SSOP封裝。由多路復(fù)用器、20倍斬波穩(wěn)定測(cè)量放大器，可編程增益放大器 (PGA)、帶有數(shù)字濾波器的 16位?－Σ A/D轉(zhuǎn)換器及片上校驗(yàn)電路 (Calibration)和寄存器構(gòu)成。雙色紅外探測(cè)器(inGaSn,Si)是電流源，兩路信號(hào)電流分別經(jīng)串接電阻 R1、R2(或串接 R1′、R2′)形成電壓差，它們作為 CS5521兩通道的差分輸入信號(hào)。電容 C1、C2與電阻并聯(lián)以抑制高頻干擾。將NBV端接地，在使用 25mV、55mV、100mV 三個(gè)量程時(shí)，輸入共模電壓要在1.85V～2.65V之間，由 LM385－2.5產(chǎn)生2.5V電壓來(lái)滿足。考慮到所測(cè)紅外信號(hào)強(qiáng)弱差異，僅靠CS5521片內(nèi)放大器增益調(diào)節(jié)不能滿足故加開關(guān)MAX4580來(lái)改變串接電阻大小。信號(hào)電流　≥5μA 時(shí)，僅 R1、R2接入；信號(hào)電流

瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎杭淄閭鞲衅骱透叩蜐舛韧咚箓鞲衅饔惺裁磪^(qū)別？

甲烷傳感器是統(tǒng)稱，所有可以檢測(cè)甲烷或瓦斯?jié)舛鹊膫鞲衅鞫伎梢苑Q為甲烷傳感器，甲烷傳感器按原理可分為紅外甲烷傳感器(紅外光原理)量程可達(dá)0-100%
激光甲烷傳感器(二極管激光原理)量程可達(dá)0-100%
光干涉式甲烷傳感器(差不多也是光學(xué)原理)
催化燃燒式甲烷傳感器(化學(xué)原理)量程0-4%
電催化式甲烷傳感器(化學(xué)原理)0-40%，其中，催化燃燒式甲烷傳感器由于量程較小，而電催化式甲烷傳感器量程適中，一般會(huì)將這兩種傳感器的敏感元件配合到一起使用，使用時(shí)高低濃度相互轉(zhuǎn)換，便稱為高低濃度甲烷傳感器或高低濃度瓦斯傳感器。
甲烷傳感器在煤礦安全檢測(cè)系統(tǒng)中用于煤礦井巷，采掘工作面、采空區(qū)、回風(fēng)巷道、機(jī)電峒室等處連續(xù)監(jiān)測(cè)甲烷濃度，當(dāng)甲烷濃度超限時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出聲、光報(bào)警，可供煤礦井下作業(yè)人員，甲烷檢測(cè)人員，井下管理人員等隨身攜帶使用，也可供上述場(chǎng)所固定使用。

甲烷傳感器是統(tǒng)稱，所有可以檢測(cè)甲烷或瓦斯?jié)舛鹊膫鞲衅鞫伎梢苑Q為甲烷傳感器，甲烷傳感器按原理可分為
1，紅外甲烷傳感器（紅外光原理）量程可達(dá)0-100%
2，激光甲烷傳感器（二極管激光原理）量程可達(dá)0-100%
3，光干涉式甲烷傳感器（差不多也是光學(xué)原理）
4，催化燃燒式甲烷傳感器（化學(xué)原理）量程0-4%
5，電催化式甲烷傳感器（化學(xué)原理）0-40%
其中，催化燃燒式甲烷傳感器由于量程較小，而電催化式甲烷傳感器量程適中，一般會(huì)將這兩種傳感器的敏感元件配合到一起使用，使用時(shí)高低濃度相互轉(zhuǎn)換，便稱為高低濃度甲烷傳感器或高低濃度瓦斯傳感器

瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎旱V井瓦斯監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)置及瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)？

礦井瓦斯監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)置及瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)?
答：采掘工作面：(1)工作面風(fēng)流傳感器：距上安全口不超過(guò)10米，瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)1%;(2)工作面風(fēng)流傳感器：距工作面回風(fēng)巷口10——15米，瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)為1%。(3)上角傳感器：頂層(全層)工作面上隅角距巷道上幫、頂板切頂線各200——300MM位置必須設(shè)置傳感器，瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)1.5%。掘進(jìn)工作面(1)工作面風(fēng)流傳感器：距窩頭不超過(guò)5米，瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)1%，(2)工作面風(fēng)流傳感器：距工作面回風(fēng)巷口10——15米瓦斯超限濃度標(biāo)準(zhǔn)1%。