监控系统发展及矿用传感器讲义.pptVIP

（2） 矿井监控系统的推广使用实现了甲烷超限断电、停风断电、通风系统监控、煤与瓦斯突出预报、火灾检测与预报、水灾监测与预报、矿山压力监测与预报等，从而减少了瓦斯与煤尘爆炸、火灾、水灾、顶板等灾害与事故的发生，保障了煤矿安全生产和矿工生命安全。 （6） 轨道运输监控系统主要用来监测信号机状态、电动转撤机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、空（实）车皮书等，并实现信号机、电动辙机闭锁控制、地面远程速度与控制等。 （8）供电监控系统主要用来监测电网电压、电流、功率、功率因数、馈电开关状态、电网绝缘状态等，并实现漏电保护、馈电开关闭锁控制、地面远程控制等。 排水监控系统主要用来监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制、地面远程控制等。 （9）环境监测主要监测一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、温度、压差、烟雾等，并通过风门、风窗控制，实现均压灭火控制、制氮与注氮控制、地音、顶板位置、位移速度、位移加速度、红外发射、电磁发射等，并实现矿山压力预报等。 成果：系统概述与核心功能 综合应用—异常排查 大数据、云计算与监测监控系统 大数据(Big Data),定义是指那些数据量特别大、数据类别特别复杂的数据集,这种数据集无法用传统的数据库进行存储,管理和处理。简言之，与对象相关的所有数据。 云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。 大数据、云计算与监测监控系统 安全监测监控系统，日积月累，记录海量有关安全环境状态参数数据。 与矿井计算机管理系统网络链接的其他业务数据。 对于海量数据的挖掘，源于职能管理部门需求，特别是安全生产方面要求。 各类安全生产状态的预测和防控的模型以及结果验证。 安全管理层面，各类安全指标的考核。 二、矿用环境监测主要传感器 传感器的组成: 传感器一般是由敏感元件、转换元件和信号处理电路三部分组成，有时需要加辅助电源。 二、矿用环境监测主要传感器 （二）传感器的静态技术特性 1. 线性度（非线性误差） 二、矿用环境监测主要传感器 4.最小检测量和分辨率 最小检测量是指传感器能确切反映被测量的最低极限量。最小检测量越小，表示传感器检测微量的能力越高。 由于传感器的最小检测量M易受噪声的影响，所以一般用相当于噪声电平若干倍的被测量为最小检测量，用公式表示为 二、矿用环境监测主要传感器 5. 迟滞 迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时，在同一校准中对应同一输入量的正行程和反行程其输出值间的最大偏差。如图所示。其数值用最大偏差或最大偏差的一半与满量程输出的百分比表示。 或 式中，ΔHmax —— 输出值在正反行程间最大偏差； δH —— 表示传感器的迟滞。 二、矿用环境监测主要传感器 （三）几种重要传感器介绍 1. 瓦斯传感器 热催化元件：仅有一个纯铂丝螺旋圈，结构简单，制造容易。最大优点是抗中毒能力强 。铂丝的工作温度一般为900～1000℃，工作时铂丝升华比较严重，线径缩小，造成仪器零点严重飘移，连续工作寿命缩短。 载体热催化元件是目前使用最广泛的一种催化元件，目前国内外生产使用的低浓度甲烷传感器几乎都是采用载体热催化元件。 二、矿用环境监测主要传感器 铂丝线圈作用：一方面对载体和催化剂进行加热，使甲烷等可燃气体接触元件后达一定的氧化状态；另方面把甲烷等可燃气体在催化剂作用下燃烧生成的热量检测出来。 载体一般是三氧化二铝(Al2O3)，其作用是提供较大的反应接触面积、固定铂丝的几何形状、附载催化剂、传导热量给铂丝 催化剂作用是使氧化反应速度加快，催化剂对于元件的灵敏度、稳定性、功耗和寿命等都起决定性影响。常用的催化剂有钯(Pd)、铂(Pt)、钍(Th)等。元件配方及工艺较复杂，各厂家均不相同。 二、矿用环境监测主要传感器 主要有黑（热催化元件）和白（补偿元件）两种元件，其阻值分别为r1和r2，两元件放在同一个待测气样将通过的气室内。由固定电阻R1和R2组成电桥另外的两个桥臂，用电阻温度系数小的电阻，以提高电桥在高温时的稳定性。为使电桥在无甲烷等可燃气体状态下处于平衡状态，桥路内装有调零电位器W1。电阻r2’并联在白元件r2上，补偿黑白元件热学性质差异的元件，以改善电桥的零点飘移。 二、矿用环境监测主要传感器 热催化原理又称催化燃烧原理。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