煤矿安全监测监控技术 第二章 矿用传感器 项目二矿用传感器（参考教材内容）.docxVIP

项目二 矿用传感器 【知识点】 1.熟知各类矿用传感器的用途、结构、工作原理。 2.理解各类矿用传感器的主要技术参数。 【技能点】 1.会调校各类传感器。 2.会设置和安装各类传感器。 3.会连接矿用传感器。 4.会处理典型故障。 任务1 井下空气浓度传感器 【相关知识】 一、 KG9701智能型低浓度甲烷传感器 l.用途 KG9701智能型低浓度甲烷传感器是为满足我国煤矿监测井下瓦斯的需要而研制的。它可以连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有显示甲烷浓度值、超限声光报警及断电等功能。可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室、回风巷道等低浓度瓦斯环境中使用。主要用于监测煤矿井下环境气体中的甲烷浓度，是煤矿预防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的测量仪表。 2.结构与工作原理 KG9701智能型低浓度甲烷传感器的结构如图2—1所示。 图2-1 KG9701型智能低浓度甲烷传感器结构图 1-提手；2-航空插头；3-铭牌；4-蜂鸣器；5-显示窗；6-报警器；7-遥控器；8-元件气室； 它采用热催化原理测量甲烷浓度。热催化元件与电阻、调零电位器等组成测量电桥。工作时，被测环境中的瓦斯以扩散方式进入传感器探头气室与敏感元件发生反应，并产生与甲烷浓度相应的电信号．该信号经放大后进入转换器进行模数转换，然后送往中央处理单元89C51单片机进行数据处理后，发往与之相连的井下监控分站以及地面中心站，实现井下联网监测监控。同时还可以数字显示和声光报警。 3.主要技术指标 (1)工作温度：0℃～40℃。 (2)相对湿度：≤98％。 (3)大气压力：86 kPa～110 kPa。 (4)风速：0m／s～8m／s。 (5)矿井环境中的(H2S)气体浓度：6×l0-6。 (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）V DC（本安电源） (9)整机工作电流：≤100mA。 (10)测量范围：0%CH4～4.00% CH4。 (11)测量精度： （0.00%CH4～1.00% CH4）±0.10% CH4（基本测量误差） （1.00%CH4～2.00% CH4）±0.20% CH4（基本测量误差） （2.00%CH4～4.00% CH4）±0.30% CH4（基本测量误差） (12)信号输出类型：电流或频率。 (13)信号输出范围： 1mA～5 mA（线性对应0%CH4～4.00% CH4）； 200Hz～1000 Hz（线性对应0%CH4～4.00% CH4）。 (14)显示方式：4位红色数码管。 (15)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：％)。 (16)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。 (17)报警点设置：0.50％CH4～2 .50％CH4连续可调。 (18)断电信号点设置：0.50％CH4、0.75％CH4、1.00％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。 (19)采样方式：限制扩散方式。 (20)检测响应速度：≤30s。 4.调校 (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“1”，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。 (2)精度调校 当甲烷传感器在瓦斯环境工作一段时间以后，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200 mL／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人的瓦斯气体浓度值相同为止。 (3)