煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控培訓課件

1、第一部分第二章煤礦安全監(jiān)本章培訓與考核要點： 了解煤礦作業(yè)特點； 了解煤礦作業(yè)場所常見的危險； 了解煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控工在防治煤礦災害中的重要作用； 掌握對煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控工的職業(yè)道德要求和安全職責要求。 第一節(jié)煤 我國大多數煤礦地質條件復雜，絕大多數為井工開采。煤礦井下作業(yè)的特點主要表現在以下幾個方面： （1）多為井下作業(yè)，條件相對艱苦。我國95以上的煤礦是井下作業(yè)，井深平均在400m以上，工作環(huán)境與地面相比要艱苦得多。 （2）地質條件復雜，自然災害嚴重。礦井瓦斯、煤與瓦斯突出、水、火、礦塵、破碎頂板及有毒有害氣體威脅煤礦安全生產，甚至引發(fā)重大安全事故。 （3）煤礦生產工藝復雜。煤礦井下生產具

2、有多工種、多方位、多系統(tǒng)立體交叉連續(xù)作業(yè)的特點，采煤、掘進、通風、機電、排水、供電、運輸等各系統(tǒng)中，任何一個工種、任何方位或任何一個細小的環(huán)節(jié)出現問題，都可能釀 成事故，甚至造成重大、特大事故。 （4）工人井下作業(yè)時間長，勞動強度大。這種情況易使工作人員勞累疲乏、體能下降、反應遲鈍，極易產生焦躁情緒；在煤炭生產過程中，還要隨時隨地與水、火、瓦斯、粉塵、頂板冒落、墜罐和跑車等多種災害事故做斗爭。 （5）煤礦事故總量多，重大、特大事故時有發(fā)生，容易造成群死群傷。煤礦是工礦企業(yè)中事故死亡人數最多的行業(yè)。 （6）煤礦機械化程度低，安全技術裝備水平低。據統(tǒng)計，原國有重點煤礦的采煤機械化程度為75.43，

3、綜采機械化程度為59.42 ，綜掘機械化程度為15.03 。 （7）煤礦從業(yè)人員結構復雜，綜合素質不高。我國煤礦用人過多，整體文化水平低，缺乏自我保護意識和能力，違章作業(yè)現象嚴重。 （8）職業(yè)危害特別是塵肺病危害嚴重。第二節(jié)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控工 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控是礦井生產中的重要環(huán)節(jié)，是聯(lián)系地面和井下的“咽喉”部位，決定著礦井的生產安全。在礦井生產中占有非常重要的地位。 防治煤礦災害，最重要的是事故預防和事故發(fā)生后的應急救援。安全監(jiān)測監(jiān)控的主要作用是災害預警和救援協(xié)調。安全監(jiān)測監(jiān)控工在災害防治中的作用主要體現在以下幾個方面： （1）保障監(jiān)測監(jiān)控設備的正常運行，發(fā)現問題立即處理，自己不能處理的及時

4、上報。 （2）加強事故預防工作，嚴密監(jiān)控井下作業(yè)場所的安全狀況，發(fā)現事故隱患立即按規(guī)定處置。 （3）災害發(fā)生后，按照礦救災指揮部的命令進行協(xié)調 處置，確保救災命令及時下達。 （4）發(fā)生重大災害時，安全監(jiān)測監(jiān)控工必須保持清醒的頭腦，根據指揮部的命令堅守崗位，保證救災工作的順利進行。 第三節(jié) 煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控工 的職業(yè)道德和安全職責 一、安全監(jiān)測監(jiān)控工的職業(yè)道德 職業(yè)道德，是指適應各種職業(yè)要求而必然產生的道德規(guī)范，是人們在履行本職工作過程中應遵循的與人們的職業(yè)活動緊密聯(lián)系的符合職業(yè)特點所要求的道德準則、道德情操和道德品質的總和。它包括職業(yè)觀念、職業(yè)情感、職業(yè)理想、職業(yè)態(tài)度、職業(yè)技能、職業(yè)紀律、職業(yè)

5、良心和職業(yè)作風等多方面的內容。煤礦安全 監(jiān)測監(jiān)控工的職業(yè)道德主要體現在以下幾個方面： （1）熱愛礦山，熱愛本職工作。 （2）在本質工作中，發(fā)揚艱苦奮斗、吃苦耐勞的精神，為煤礦企業(yè)發(fā)展做出應有的貢獻。 （3）自覺服從組織和領導的指揮和一切工作的安排，遵守勞動紀律，認真履行崗位職責，勤奮工作，講究工作效率，以求實、扎實、細致、認真的工作態(tài)度，努力完成工作任務和目標。 （4）自覺遵守國家法律法規(guī)和煤礦企業(yè)的各種規(guī)章制度，佩戴好勞動防護用品，持證上崗，時刻保持安全生產的警惕性，保護好自身和他人的安全。 （5）加強專業(yè)技術理論知識的學習，鉆研技術，不斷提高自己的業(yè)務能力和專業(yè)技術水平，對技術精益求精、勇

6、于創(chuàng)新，爭當一名技術精湛、業(yè)務熟練的技術骨干和行家里手。 （6）在工作中與同事密切配合、和睦相處，建立相互信任、相互尊重、相互配合、相互支持、相互幫助的良好關系，相互交流工作經驗，團結協(xié)作，集體奮斗，齊心協(xié)力，共同做好本職工作。 （7）牢固樹立“安全第一”的意識，保證安全生產條件，并在確保工程質量的前提下，盡量為煤礦企業(yè)節(jié)約資金，提高社會效益和經濟效益。 （8）在工作中，愛護所使用的設備，對設備正確、謹慎地操作，并進行精心細致的檢查、維護和保養(yǎng)，及時處理設備故障，使設備處于良好的運轉狀態(tài)。 （9）在工作中虛心向師傅、同事學習，學習他們的專業(yè)技術和道德品質，彌補自己的不足，積極進取，不斷提高自身

7、的綜合素質。 二、安全監(jiān)測監(jiān)控工安全生產責任制 （1）認真貫徹落實黨的安全生產方針和上級安全指示、指令，嚴格遵守安全紀律、法規(guī)和有關規(guī)章制度，對本崗位的安全工作負直接責任。 （2）能夠熟練的進行監(jiān)測監(jiān)控設備各種運行方式的操作及應掌握的檢查試驗的操作，做到“三知四會”（知設備的結構、性能、安全設施的原理、會操作、會維修、會保養(yǎng)、會排除一般故障），積極參加有關的技術培訓，不斷學習提高自己的業(yè)務水平，持證上崗。 （3）按規(guī)定及時認真填寫各種記錄，嚴禁使用非法定計量單位，字跡要清楚、工整，不得出格或漏填。 （4）拒絕違章指揮，保證生產安全。 （5）掌握設備的運行情況，對存在的問題及時匯報處理，當出現影

8、響安全的情況時，要及時采取有效措施，避免事故發(fā)生和擴大，并匯報有關部門。 （6）配合維修人員搞好設備的日常檢修和停產檢修，做好檢修后的試運轉。 （7）負責機房的各種設施、設備的管理及機房衛(wèi)生，機房內嚴禁吸煙。 （8）強化重要場所的安全管理，嚴禁閑雜人員出入。第二部分第六章煤礦本章培訓與考核要點 了解煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)； 掌握煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成與特點； 了解常用的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。第一節(jié)煤礦安 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭高產、高效、安全生產的重要保證。它是由單一瓦斯監(jiān)測、就地斷電控制的瓦斯遙測系統(tǒng)和簡單的開關量監(jiān)測模擬盤調度系統(tǒng)發(fā)展而來的。這些系統(tǒng)監(jiān)測參數單一，監(jiān)測容量小，電纜用量大，系統(tǒng)性價比低

9、，難以滿足煤礦安全生產的需要。隨著傳感器技術、電子技術、計算機技術和信息傳輸技術的發(fā)展及其在煤礦的應用，為適應機械化采煤的需要，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)已由早期的單一參數的監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展為多參數單方面監(jiān)控系統(tǒng)，例如環(huán)境安全、軌道安全、膠帶運輸、提升運輸、供電、排水、礦山壓力、火災、水災、煤與瓦斯突出、大型機電設備運行狀況等監(jiān)控系統(tǒng)。 環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、風速、負 壓、濕度、溫度、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、局部通風機開停、主要通風機開停、工作電壓、工作電流等，并實現瓦斯超限聲光報警、斷電和瓦斯風電閉鎖控制等。 提升運輸控制系統(tǒng)主要用來監(jiān)測罐籠位

10、置、速度、安全門狀態(tài)、搖臺狀態(tài)、阻車器狀態(tài)等，并實現推車、補車、提升閉鎖控制等。 供電監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測電網電壓、電流、饋電開關狀態(tài)、電網絕緣狀態(tài)等，并實現漏電保護、過流保護、饋電開關閉鎖控制等。 水監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測水倉水位、水泵開停、水泵工作電壓、電流、閥門狀態(tài)、流量、壓力等，并實現閥門開關、水泵開?？刂频?。 火災監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測一氧化碳濃度二氧化碳濃度、氧氣濃度、溫度、壓差等，并通過風門、風窗控制實現均壓滅火控制等。 礦山壓力控制系統(tǒng)主要用來監(jiān)測地音、頂板位移、位移速度、位移加速度等，并實現礦山壓力預報。 煤與瓦斯突出監(jiān)控系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煤巖體聲發(fā)射、瓦斯涌出量、工作面煤壁溫度等

11、，并實現煤與瓦斯突出預報。 第二節(jié) 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng) 的組成與特點 一、系統(tǒng)的組成 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)一般由傳感器、執(zhí)行機構、分站、電源箱（或電控箱）、主站（含顯示器）、打印機、電視墻（或投影儀、模擬盤、多屏幕、大屏幕）、管理工作站、服務器、路由器、UPS電源、電纜和接線盒等組成，如下圖所示。 二、系統(tǒng)的特點 煤礦井下是一個特殊的工作環(huán)境，有易燃可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕，有淋水，礦塵大，電網電壓波動大，電纜干擾嚴重，空間狹小，監(jiān)控距離遠。因此，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)不同于一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，它具有如下特點： （1）電氣防爆。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)工作在有瓦斯和煤塵爆炸性環(huán)境的煤礦井下，因此，煤礦安全監(jiān)控系

12、統(tǒng)的設備必須是防爆型電氣設備。 （2）傳輸距離遠。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸距離至少要達到10km。 （3）網絡結構宜采用樹形結構。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸電纜必須沿巷道敷設，掛在巷道壁上。由于巷道為分支結構，且分支長度可達數千米，因此，為便于系統(tǒng)安裝維護，節(jié)約傳輸電纜，降低系統(tǒng)成本，宜采用樹形結構。 （4）監(jiān)控對象變化緩慢。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要為緩變量。因此，在同樣監(jiān)控容量下,對系統(tǒng)的傳輸率要求不高。 （5）電網電壓波動大，電磁干擾嚴重。由于空間小，采煤機、運輸機等大型設備啟停和架線電機車火花等造成電磁干擾嚴重。 （6）工作環(huán)境惡劣。煤礦井下除有瓦斯、一氧化碳等易燃易爆氣體外，還有硫化氫

13、等腐蝕性氣體，礦塵大、潮濕、有淋水、空間狹小。因此，煤礦安全監(jiān)控設備要有防塵、防潮、防毒、抗機械沖擊等措施。 （7）傳感器（或執(zhí)行機構）宜采用遠程供電。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的電源供給，要受到電氣防爆要求的限制。由于傳感器及執(zhí)行機構往往設置在工作面等惡劣環(huán)境中，因此不宜就地供電?，F有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)多采用分站遠距離供電。 （8）不宜采用中間繼電器。煤礦井下工作環(huán)境惡劣，監(jiān)控距離遠，維護困難，若采用中間繼電器則會延長系統(tǒng)傳輸時間；中間繼電器是有源設備，故障率較無中間繼電器系統(tǒng)高；在煤礦井下，電源的供給受電氣防爆的限制，在中間繼電器處不一定好取電源；當采用遠距離供電時，需要增加供電芯線。因此不宜采用中間

14、繼電器。第三節(jié)煤礦常 一、KJ90型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng) （一）主要功能及用途 1.功能及用途 KJ90型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)是以工業(yè)控制計算機為中心的，集環(huán)境安全、生產安全、信息管理、工業(yè)圖像和多種子系統(tǒng)為一體的分布式全網絡化新型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以其技術的先進性和實用性深受煤礦用戶的歡迎，是我國目前推廣應用較廣、具有一定影響的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)之一。 KJ90型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)能在地面中心站連續(xù)自動監(jiān)測礦井各種環(huán)境參數，并實現網上實時信息共享和發(fā)布，每天輸出監(jiān)測報表，對異常情況實現聲光報警和超強斷電控制。 2.主要特點： （1）系統(tǒng)地面中心站監(jiān)控軟件采用模塊化面向對象設計技術，網絡功能強，集成方式靈活，

15、可適應不同規(guī)模的需要。 （2）支持Windows 9X/NT/WEB環(huán)境，操作簡單直觀糾錯能力強。 （3）具有獨特的三級斷電功能，可進行傳感器就地斷電、分站程控斷電、中心站手控斷電和分站之間的交叉斷電。 （4）具有數據密采功能，允許多點同時密采，最小實時數據存儲間隔可達1s。 （5）可掛接火災監(jiān)測子系統(tǒng)、瓦斯抽采監(jiān)測子系統(tǒng)、電網監(jiān)測子系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等，便于統(tǒng)一管理。 （6）具有實時多屏多畫面顯示，最多可帶16臺顯示器，屏幕顯示方式可由用戶設置組合成不同結構，并可配接大屏幕液晶投影系統(tǒng)。 （7）地面中心站監(jiān)控信息和工業(yè)監(jiān)控圖像可通過射頻和視頻驅動系統(tǒng)進入閉路電視系統(tǒng)。 （8）網絡終端可在異地

16、實現監(jiān)控系統(tǒng)的實時信息和文件共享、網上遠程查詢各種監(jiān)測數據及報表、調閱顯示各種實時監(jiān)視畫面等。 （9）多種類型的分站可獨立工作、自動報警和斷電，可自動和手動初始化，具有風電瓦斯閉鎖功能。 （10）井下監(jiān)控分站具有就地初始化功能（采用紅外遙控方式），當分站掉點后初始化數據不丟失；當井下分站與地面中心失去聯(lián)系時，分站可自動存儲2h的數據。 （11）監(jiān)視屏幕顯示生動，具有多窗口實時動態(tài)顯示能力，畫面可由用戶編排，交互能力強。 （12）具有強大的查詢及報表輸出功能，可以數據、曲線、柱圖方式提供班報、日報、旬報，報表格式可由用戶 自由編排。 （13）可同時顯示6個測點的曲線，并可通過游標獲取相應的數值和

17、時間，顯示曲線可進行橫向或縱向放大，同時提供對曲線的分析注釋文字編輯框。查詢時間段可任意設定。 （14）斷電控制具有回控指令比較，可確?？煽繑嚯?，當監(jiān)測到饋電狀態(tài)與系統(tǒng)發(fā)出的斷電指令不符時，能夠實現報警和記錄。 （15）完善的密碼保護體系，只有授權人員才能對系統(tǒng)關鍵數據進行操作保護。 3.數據傳輸裝置 KJ9010型數據傳輸裝置是系統(tǒng)的一個重要部分，用來實現地面中心站監(jiān)控主機與井下分站之間的電氣本安隔離及信號轉移，它既支持時分制基帶，也可以DPSK方式通訊，通訊速率達2400bit/s。 4.監(jiān)控分站及電源 監(jiān)控分站及電源是KJ90型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的核心設備之一，具有智能化程度高、功能強 、

18、結構簡潔靈活和系列化等特點，主要完成實時信號采集、預分析處理、現實控制、數據通訊及傳感器集中供電等功能，為礦用隔爆兼本質安全型產品，適用于有爆炸性危險的場所。 （二）工作原理和主要結構 KJ90型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面中心站、數據傳輸接口、網絡設備、圖形工作站、多媒體網絡終端、井下系列化監(jiān)控分站及電源、各種礦用傳感器、控制器及監(jiān)測子系統(tǒng)等組成。 其系統(tǒng)原理框圖如下圖所示： (三)主要技術指標及系統(tǒng)設備 1.主要技術指標 系統(tǒng)容量 128MB 傳輸制式 時分基帶、DPSK調制 傳輸速率 2400 bit/s 電纜芯數 4芯 傳輸距離 20km 模擬量輸入 2/4/8 開關量輸入 2/4/8

19、模擬量傳感器信號制式 15mA 4 20mA 200 1000Hz 分站功能設置 手動 2.系統(tǒng)主要設備 （1）地面中心站：主機為586/166M以上工業(yè)機，終端機為P以上，監(jiān)控軟件運行平臺為Windows 9X/NT/WEB。 （2）數據傳輸接口：通訊速率為2400bit/s；傳輸方式為時分制基帶或DPSK，電源電壓為220VAC；隔離電壓為1500V；與計算機接口為標準RS-232C。 （3）監(jiān)控分站與電源：KFD-2型大分站（8個模擬量、8個開關量、8個控制量）；KFD-3型中分站（ 4個模擬量、4個開關量、4個控制量）； KFD-3B型小分站（ 2個模擬量、2個開關量、2個控制量）；輸

20、入信號制（2001000Hz、1 5mA、 4 20mA、1/5mA ）；模擬量和開關量可任意互換。 （4）遠程斷電器：KDD-，容量36V/5A；KDD-型，容量660V/0.3A；斷電距離大于10km。 （3）配置的主要傳感器 低濃度瓦斯傳感器 KG9701型 高濃度瓦斯傳感器 KG9001B型 風速傳感器 CW-1型 負壓傳感器 KG9501型 溫度傳感器 KG9301型 一氧化碳傳感器 KG9201型 水位傳感器 KJ92型 煙霧傳感器 KG8005型 氧氣傳感器 KG8903型 設備開停傳感器 KTC-90型 風門開關傳感器 KG92-1型 頂板動態(tài)傳感器 KG9302型 頂板壓力傳

21、感器 KG9303型 饋電開關傳感器 KG9401型 聲光報警器 AGS型 二、KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng) 1.監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)功能 （1）可以監(jiān)測瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風門開關等環(huán)境參數，也可以監(jiān)測煤倉煤位、水倉水位、壓風機風壓、箕斗計數、各種機電設備開停等生產參數和電壓、電流、功率等電量參數，以及輸送帶跑偏、輸送點速度、軸承溫度、機頭堆煤等各種機電設備的運行情況。 （2）可以配接輸送帶集中控制、軌道運輸信息、電子監(jiān)測等子系統(tǒng)，以實現局部環(huán)節(jié)的自動化。 （3）可以在全監(jiān)測系統(tǒng)范圍內通過便攜式調試電話機與地面中心站或分站、傳感器之間進行語音通信。 （4）工作人員可以在中心站利用鼠

22、標通過PC機CRT上的對話框進行各種操作，以便對礦井設備配置和測點進行生成操作。 （5）可以方便地在屏幕上繪制各種圖形。 （6）可以方便地由用戶自行生成各類表格。 （7）通過主機的RS-232串行口實時地與分站設備進行廣播式通信。 （8）通過主機的RS-232串行口實時地與模擬盤進行廣播式通信。 （9）主機上插網卡，即可實現監(jiān)測系統(tǒng)直接上網。 （10）可以配接繪圖儀，以便繪制各種圖形和監(jiān)測曲線。 （11）可以配接大屏幕或投影機，以便在更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監(jiān)測曲線、表格和文字以及主機CRT上所能顯示的全部內容。 （12）可通過掃描儀輸入圖像圖片資料，并進行圖文編輯。 （13）對

23、各類報警信息進行處理，并實時地進行存儲和報警。 （14）對監(jiān)測到的實時數據進行處理，模擬量每2min存儲一個平均值，開/停信息按小時計時，累積量按小時計時并存儲。 （15）通過主機CRT可顯示以下信息：系統(tǒng)生成及操作；測點生成及操作；時鐘和日期顯示；工藝流程模擬圖形顯示；各測點數據表格顯示；模擬量參數的實時值表格，二維或三維柱狀圖、圓餅圖、變化曲線顯示；開關量的實時值、累計開/停時間顯示；累計量的實時值及累計值顯示；各類報警表格曲線；系統(tǒng)相關設備及軟件操作說明顯示。 （16）在井下高智能分站上主要可完成以下功能：實現采煤工作面、掘進工作面以及串聯(lián)通風情況下的風電瓦斯 閉鎖；電網停電后，可繼續(xù)工

24、作2h；分站上有液晶顯示窗口，一次可顯示16個漢字和字符；可存儲24h的瓦斯數據，并能以曲線形式顯示出來；該分站可單獨使用，也可以作為分站一級設備使用。 2.調度通信系統(tǒng)功能 （1）可與地面交換機配接，實現一次等位撥號，或單獨采用局間中繼入網。 （2）系統(tǒng)采用分散鈴流，鈴流故障時，只影響所在用戶電話機。鈴音有兩種，即符合和單音，易識別來自地面交換機（復合音）和程控調度交換機（單音）的振鈴。 （3）調度臺上有24位數字顯示，每個鍵有紅綠燈對位顯示，運行狀態(tài)清晰，操作方便。話機有16位鍵，其中4位是功能鍵。 （4）有單呼、群呼、全呼及單擴、群擴、全擴等功能。 （5）有會議調度功能，可召開小型、大型

25、及全體會議。 （6）除具有強入、強拆、通話監(jiān)聽業(yè)務外，還具有話機監(jiān)聽功能。 （7）有禁止功能。 （8）有語言信箱功能。 （9）具有用戶線路查詢功能。 （10）緊急狀態(tài)下實現雙向呼叫，并可錄音、及時與調度室擴音監(jiān)聽。 （11）具有無需用戶按話機的免提鍵。 （12）交換機的輸出端子位本安型，無需通過外接耦合器等防爆安全裝置。 （二）主要技術參數 KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術參數： 系統(tǒng)容量 255MB 傳輸制式 時分基帶光纖CMI半雙工 傳輸速率 1200bit/s，光纖3002400bit/s 電纜芯數 2芯 傳輸距離 15km 模擬量輸入 8/16 開關量輸出 6 模擬量傳感器信號制

26、200 1000Hz 分站功能設置 手動 （三）系統(tǒng)組成及工作原理 調度通信系統(tǒng)主要由程控交換機、操作臺、傳輸電纜、和井下擴音自動交換機等設備組成。第七章煤礦安本章培訓與考核要點 了解傳感器的基本知識； 掌握甲烷檢測傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、風速傳感器、壓差傳感器和開關傳感器等傳感器的特點、功能及工作原理等。第一節(jié) 一、傳感器簡介 傳感器是一種借助于敏感元件，對被測物理量（一般為非電量）進行檢測和信號變換，輸出模擬量信號或開關量信號的裝置。傳感器主要由敏感元件、轉換元件、測量及交換電路和電源等組成，如下圖所示。在礦井監(jiān)測領域又將敏感元件和轉換原件統(tǒng)稱為傳感元件。 二、基本概念 1.量

27、程 量程是指傳感器正常工作時的最小輸入值與最大輸入值之間的范圍。 2.精確度 精確度是精密度和準確度兩者意義的總和。 3.靈敏度 表明傳感器在穩(wěn)態(tài)工作時輸出增量對輸入增量的比值稱為靈敏度。 4.線性度 線性傳感器測出的輸入、輸出曲線與某一規(guī)定直線不吻合的程度，稱為非線性誤差，或稱為線性度。 5.回滯 回滯是指輸入量在進程和回程時，輸入、輸出關系特性曲線不一致的程度。 6.穩(wěn)定性 傳感器的穩(wěn)定性，一是指傳感器測量輸出值在一段時間內的變化，用所謂的穩(wěn)定度表示；二是指在傳感器外部環(huán)境和工作條件變化時而引起輸出值的不變化，用影像量表示。 7.重復性 重復性是指傳感器沿同一方向變化時，在全量程范圍內連續(xù)

28、進行多次測試，所得到的各特性曲線重復程度。 三、常用煤礦安全監(jiān)測傳感器類型 常用煤礦安全監(jiān)測傳感器有甲烷檢測傳感器、一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、煙霧傳感器、風速傳感器、壓差傳感器、溫度傳感器、開關量傳感器等。第二節(jié)甲烷 煤礦常用的甲烷傳感器，按檢測原理可分為催化燃燒、熱導、氣敏半導體、紅外探測技術等。 一、催化燃燒式甲烷傳感器 催化燃燒式甲烷傳感器的檢測原理為：傳感元件（含敏感元件，以下同）表面的甲烷（或可燃性氣體）在催化劑的催化作用下，發(fā)生無焰燃燒，放出熱量，使傳感元件溫度上升，進而使傳感元件電阻變大，通過測量傳感元件的電阻變化就可測出甲烷氣體的濃度。催化燃燒式甲烷傳感元件有鉑絲催化元件和載

29、體催化元件兩種。 二、熱導式甲烷傳感器 熱導式甲烷傳感器的工作原理是利用甲烷的熱導率高于新鮮空氣的熱導率，通過熱敏元件測量甲烷空氣混合物 熱導率的變化，進而測得甲烷空氣混合物濃度的變化。 由于氣體的熱導率隨溫度的增大而增大，因此，環(huán)境溫度的變化也將影響熱導式甲烷傳感器的測量精度，熱導式甲烷傳感器必須對環(huán)境溫度進行補償，并保持氣室溫度恒定。 熱傳導、熱對流和熱輻射決定了氣室內的熱交換，當溫度不高時，熱交換主要取決于熱傳導和熱對流。并且氣室尺寸和氣體流速對對流的影響，會進一步造成對熱導式甲烷傳感器測量值的影響?？諝庵屑淄闈舛鹊奈⒘孔兓茈y通過甲烷空氣混合物熱導率的變化測得，因此，熱導式甲烷傳感器目

30、前主要用于高濃度甲烷檢測。 三、KG9701型智能低濃度甲烷傳感器 1.功能及特點 主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的甲烷濃度，是煤礦預防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的測量儀表。它可以連續(xù)自動地將井下甲烷濃度轉換成標準電信號輸送給關聯(lián) 設備，并具有就地顯示甲烷濃度值、超限聲光報警等功能。具有性能穩(wěn)定、測量精確、響應速度快、結構堅固、易使用和易維護等特點，并且增加了遙控調校、斷電控制、故障自校自檢等新功能。 2.主要技術指標 測量范圍：04.00CH4（ 010.00CH4 ） 測量精度： 01.00CH4， 0.10CH4 1.00 2.00 CH4， 0.20CH4 2.00 4.00 CH4，

31、 0.30CH4 4.00 10.00 CH4， 8.00真值（相對誤差） 元件檢測反應速度： 20s 調校周期： 1個月 使用壽命：1.5a 信號帶負載能力：0 400歐姆 報警方式：二級間歇式聲光報警， 85dB（A），能見度20m 報警點范圍： 0.5 2.5 連續(xù)可調 采樣方式：限制擴散式 整機工作電壓：9 24V DC 傳輸距離：3km（供電18V DC，使用1.5m截面銅芯電纜） 輸出信號:200 1000Hz、1 5mA DC 防爆型式：Exibd I礦用本質安全兼隔爆型 四、KG9001B型智能高濃度甲烷傳感器 1.功能及特點 主要用于監(jiān)測高瓦斯煤礦井下環(huán)境氣體中的甲烷濃度，可

32、以連續(xù)自動地將井下甲烷濃度轉換成標準電信號輸送給關聯(lián)設備，并具有就地顯示甲烷濃度值和超限聲光報警等功能。具有性能穩(wěn)定、測量精確、響應速度快，結構堅固、易使用和易維護等特點。增加了遙控調校、斷電控制、故障自校自檢等新功能，大大節(jié)約了使用與維護費用。 2.主要技術指標 測量范圍：0 100.00 CH4 測量精度： 01.00CH4， 0.10CH4 1.00 2.00 CH4， 0.20CH4 2.00 4.00 CH4， 0.30CH4 4.00 40.00 CH4， 8.00 40.00 100.00 CH4， 10.00真值（相對誤差） 元件檢測反應速度： 30s 調校周期： 1個月 使用

33、壽命：1.5a 信號帶負載能力：0 400歐姆 報警方式：二級間歇式聲光報警， 80dB（A），能見度20m 報警點范圍： 0.5 2.5 連續(xù)可調 采樣方式：擴散式 整機工作電壓：9 24V DC 整機工作電流： 70 mA DC 傳輸距離：2km（供電18V DC，使用1.5m截面銅芯電纜） 輸出信號:200 1000Hz、1 5mA DC 防爆型式：Exibd I礦用本質安全兼隔爆型 3.使用方法 將傳感器安裝在現場需要測量甲烷濃度的地點，用四芯電纜與監(jiān)測系統(tǒng)（分站等）連接。使用前應用新鮮空氣及標準甲烷氣體對傳感器進行標校。在使用過程中，每3周對傳感器標校一次。 五、GJG10H型智能紅

34、外甲烷傳感器 1.功能及特點 主要由于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的甲烷濃度，采用國際最新非色散紅外探測（NDIR）技術研制而成的新一代測量儀表，是煤礦預防瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新?lián)Q代產品?？梢詫崿F井下甲烷濃度的實時測量，具有就地顯示甲烷濃度值和超限聲光報警等功能，并且能夠連續(xù)自動地將井下甲烷濃度轉換成標準電信號輸送給關聯(lián)設備。具有測量準確、反應速度快、標定周期長、不受其它氣體影響、測量范圍寬、功耗低、使用壽命長等特點。儀器軟件上采用智能化設計，易于維護和調校，大大節(jié)約儀器的使用與 維護費用。 2.主要技術指標 測量范圍：0 10.00 CH4 分辨率：0.01 CH4 測量精度： 01.00CH4

35、， 0.10CH4 1.00 2.00 CH4， 0.20CH4 2.00 4.00 CH4， 0.30CH4 4.00 10.00 CH4， 8.00真值（相對誤差） 元件檢測反應速度： 20s 調校周期： 1個月 使用壽命：5a 信號帶負載能力：0 400歐姆 報警方式：間歇式聲光報警， 85dB（A），能見度20m 報警點范圍： 0.5 2.50 連續(xù)可調 斷電點范圍：0.5 2.00 連續(xù)可調 采樣方式：限制擴散式 整機工作電壓：9 24V DC， 18V DC/51mA 傳輸距離：3km（供電18V DC，使用1.5m截面銅芯電纜） 輸出信號:200 1000Hz、1 5mA DC（

36、均線性對應0.00 1.00 CH4 ） 防爆型式：Exibd I礦用本質安全型 第三節(jié) 一氧化碳傳感器 井下空氣中一氧化碳較高時，會使人中毒，同時，一氧化碳濃度又是預測和監(jiān)測煤炭自然發(fā)火、膠帶輸送機火災等的主要技術指標。因此，一氧化碳監(jiān)測是礦井安全監(jiān)測的主要內容之一。一氧化碳傳感器按其工作原理可分為電化學式和紅外吸收式等。 一、電化學式一氧化碳傳感器 電解質溶液與電極間發(fā)生化學能與電能之間的轉換稱為電化學反應。電化學反應是氧化還原反應。不同物質的氧化還原反應必須在一定的電極電位下進行。如果陽極電 位高于氧化還原的可逆電極電位，則這個電對中的還原物質被氧化，反之，這個電對中的氧化物質被還原。

37、二、紅外線吸收式一氧化碳傳感器 不同原子結合成的氣體分子對特定波長的紅外線具有吸收能力，其吸收波長取決于原子種類、原子核質量、結合強弱、光譜位置等。當氣體壓力、氣室長度、入射光強一定時，氣體對特定光的吸收強度取決于氣體分子濃度。 三、KGA3型煤礦用電化學式一氧化碳傳感器 1.功能及特點 KGA3型煤礦用電化學式一氧化碳傳感器是礦用連續(xù)檢測礦井下一氧化碳濃度的高精度儀表。該傳感器能夠實時地測量并且顯示礦井下的一氧化碳濃度，而且根據濃度值的大小產生聲光報警信號，輸出與一氧化碳濃度相對應的模擬信號；能在具有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井內，對煤層自然發(fā)火、機電設備、運輸機膠帶事故等多種因素可能引發(fā)火災和

38、爆炸事故進行早期的預測和預報。該傳感器 可以與煤礦監(jiān)測系統(tǒng)相兼容，也可以獨立使用于多種礦用火災檢測系統(tǒng)。主要特點為： （1）傳感器使用國外的進口檢測元件，采用新型的單片微機和高集成度數字化電路，電路結構簡單，調試和維護方便。 （2）具有紅外遙控調校零點、靈敏度、報警點等功能，使得傳感器的調校特別方便。 （3）傳感器具有自檢測功能，使得儀表的使用和維護更加簡單。 2.傳感器使用條件 （1）環(huán)境溫度：040； （2）相對濕度：98（25）； （3）大氣壓力：80110kPa； （4）風速：08m/s； （5）無顯著振動和沖擊的場合； （6）煤礦井下有爆炸性混合物，但無破壞絕緣的腐蝕性氣體的場合。

39、3.主要技術參數 防爆型式：礦用本質安全型 防爆標志：Exib I 量程：（0 200）106或（0 500）106或（0 1000） 106 基本誤差：（0 50）106， 4 106 （50 200）106， （4 3測量值） 106 （200 1000）106， （4 5測量值） 106 傳感器電源：直流12 18V 遙控器電源：普通干電池2節(jié) 工作電流： 50mA DC 過載范圍：150% 響應時間： 40s 報警方式：間歇式聲光交替 輸出信號：2001000Hz頻率，加1k歐姆電阻輸出幅度大于5V 通氣流量：200mL/min 結構參數：外形尺寸280mm 180mm 68mm 4.

40、安裝和使用方法 一氧化碳傳感器應布置在巷道的上方，不影響行人和行車，垂直懸掛，距離不得大于3000mm，距巷壁不得小于200mm。將傳感器按正確的接線方法接線后方可通電，通電30min，使傳感器進入穩(wěn)定狀態(tài)后，傳感器顯示值為一氧化碳的濃度值。 注意：固定支架應牢固可靠，傳感器應垂直固定，安裝地點應無淋水，安裝時應防止劇烈沖擊和震動。 第四節(jié)氧 煤礦中檢測氧氣常用的方法主要有氣相色譜法、電化學法和順磁法?，F在常用的是電化學法。 由于透過薄膜的氧氣量與氧氣壓力有關，故大氣壓力對輸出電流的大小有影響，當使用地點與標準地點大氣壓力有較大差異時，特別是在開采深度較大的礦井中測定時，其值應進行修正。另外，

41、溫度對儀器的指示也有一定的影響，需用熱敏電阻或者其它方法進行補償。儀器的使用環(huán)境溫度為040。 一、AY-1型氧氣檢測儀 1.概述 AY-1型氧氣檢測儀主要用于煤礦井下各類環(huán)境中 氧氣濃度的測定。該氧氣檢測儀為本質安全型。 2.主要技術指標 測量范圍：0 25 O2 基本誤差（不含溫度變化影響）： 1%O2 溫度變化影響：10 40時，1.5%O2 0 10時，3.5%O2 響應時間：20s 測氧燃料電池電動勢：750mV 測氧元件端電壓：120mV 測量元件工作壽命： 6個月 環(huán)境溫度： 0 40 相對濕度：98% 外形尺寸：125mm62mm 40mm 質量：300g 3.使用、檢測 （1

42、）使用前的準備 該儀器出廠時氧氣擴散孔處于被密封狀態(tài)，檢測儀指示值在21%O2以內。因此，使用前應先旋下密封蓋，此時電表指示值如迅速回升到接近21%O2，證明儀器工作正常。 電表機械零位的調整。為了消除儀器在運輸過程中因振動而引起的電表機械零位的變化，在第一次使用前應對機械零位進行檢驗。 （2）標準值（21%O2）的調整。為了保證儀器的測量精度，使用前應進行標準值的調整，即以新鮮空氣為標準，通過調節(jié)儀器指示值的調準電位器旋鈕可將指示值調準在21%O2。由于該儀器的使用受氣壓的影響，因此，標準值最好在井下接近使用深度、溫度的條件下的新鮮空氣中調準。 （3）檢測方法。儀器經零位和標準值調準后即可用

43、于檢測。 儀器的采樣方式有兩種，即自然擴散和氣球吸入兩 種方法。 自然擴散測量。只要將儀器置于被測氣體環(huán)境，就能迅速指示出氧氣濃度值。 氣球吸入測量。當測量管道密閉區(qū)或高頂部分的氧氣濃度，儀器的探頭不能直接接觸被測氣體時，可利用附件采樣器，用氣球將被測氣體連續(xù)輸入儀器的擴散孔內，約1min后即可讀出氧氣濃度值。 （4）注意事項 儀器出廠后，由于測氧元件一直與大氣中的氧氣接觸，并開始起化學反應，其使用壽命，工廠一般保證為出廠后8個月內有效，因此，用戶收到儀器后應立即開箱使用，不要閑置。 儀器讀數時應盡量處于水平位置，否則將會引起較大的誤差。 當儀器由較低溫度處拿到較高溫度處時，空氣中的水蒸氣將在

44、測氧元件表面產生一層水珠而影響氧氣的滲透, 使儀器產生較大的測量誤差。 測氧元件是該儀器的關鍵器件，用704膠封在元件密封盒內，一般情況下不得隨意開封，更不得用堅硬銳器碰觸，以免損傷測氧元件。 二氧化碳能引起測氧元件內的電解液碳酸化，以致降低測氧元件的使用壽命。因此，儀器在使用、保管中應避免長期接觸CO2氣體。 當儀器在新鮮空氣中調準電位器，并且電路正常的情況下如果出現指示值大于25%O2或標準值調不到21%O2時，則說明測氧元件使用壽命已到或失效，應重新更換測氧元件。 當測氧元件失效時，應打開儀器后蓋取下連線，換上新元件后接好連線，并將擴散孔處的密封蓋旋下，電表指針即迅速指示接近21%O2。

45、此時證明元件工作正常，儀器可以投入使用。 二、GY25型礦用氧氣傳感器 1.功能 GY25型礦用氧氣傳感器是煤礦智能式本質安全型傳感器，可廣泛用于礦井中需要測量氧含量的場所。具有連續(xù)檢測、數字顯示、電信號輸出等功能。與礦井監(jiān)測系統(tǒng)配套使用，可實現遙測與檢測自動化。 2.主要技術指標 測量范圍：0 25%O2 測量誤差： 25%O2FS 輸出信號：200 1000Hz 工作電源：18V DC（礦用隔爆兼本質安全電源） 工作電流：100mA 工作方式：擴散式連續(xù)工作 響應時間：60s 環(huán)境條件：環(huán)境溫度0 40，相對濕度95%，大 氣壓力86 106kPa 防爆型式：Exib I礦用本質安全型 輸

46、出信號可根據用戶要求另行設置。 第五節(jié) 火災探測器 早期發(fā)現火災隱患及判斷火災位置對火災撲救工作有十分重要的意義，特別是外因火災，及時進行撲救不僅能夠避免礦井更大的經濟損失，而且能有效防止風流紊亂，避免事故擴大造成人員傷亡。對火災的探測，是以物質燃燒過程中產生的各種現象為依據，以實現早期發(fā)現火災為前提。因此，根據物質燃燒過程中發(fā)生的能量轉換和物質轉換所產生的不同火災現象與特征，產生了不同的火災探測方法。 一、火災探測方法 1.空氣離化探測法 空氣離化探測法是利用放射性同位素釋放的射線將空氣電離，使腔室（一般稱為電離室）內空氣具有一定的導電性；當煙霧氣溶膠進入電離室內，煙粒子將吸附其中的帶電離子

47、，產生離子電流變化。此電流變化與煙濃度有直接關系，并可用電子探測器加以檢測，從而獲得與煙濃度有直接關系的電信號，用于確認火災和報警。 2.光電感煙探測法 光電感煙探測是根據光散射定律（輕度著色的粒子，當粒徑大于光波長時將對照射光產生散射作用）工作的；它是在通氣暗箱內用發(fā)光元件產生一定波長的探測光，當煙霧氣溶膠進入暗箱時，其中粒徑大于探測光波長的著色煙粒子將產生散射光，通過置于暗箱內并與發(fā)光元件成一夾角（90 135 ）的光電接受元件收到的散射光強度，可以得到與煙濃度成正比的信號電流或電壓，用以判 段火災和報警。 3.熱（溫度）檢測法 熱（溫度）檢測法是根據物質燃燒釋放出的熱量所引起的環(huán)境溫度升

48、高或其變化率（升溫速率）大小，通過相應的熱敏元件（如雙金屬片、膜盒、熱電偶、熱電阻等）和相關的電子器件來探測火災現象。 4.火焰（光）探測法 火焰（光）探測法是根據物質燃燒所產生的火焰光輻射，其中主要是紅外光輻射或紫外光輻射，通過相應的紅外光敏元件或紫外光敏元件和電子系統(tǒng)來探測火災現象。 5.可燃氣體探測法 可燃氣體探測法主要用于對物質燃燒產生的煙氣體或易燃易爆環(huán)境泄漏的易燃氣體進行探測。這類探測方法是利用各種氣敏元件及其導電機理或利用電化學元件的特性 變化來探測火災與爆炸危險性，根據使用的氣敏元件不同分為熱催化型、熱導型、氣敏型和三端電化學型四種。其中，熱催化型是利用可燃氣體在有足夠氧氣和一

49、定高溫條件下，發(fā)生在鉑絲催化元件表面的無焰燃燒，放出熱量并引起鉑絲元件電阻變化，從而達到探測的目的。熱導型是利用被測可燃氣與純凈空氣導熱性的差異和在金屬氧化物表面燃燒的特性，將被測氣體濃度轉換成相應熱絲溫度或電阻的變化，達到探測的目的。氣敏型是利用靈敏度較高的氣敏半導體元件吸附可燃氣體后電阻變化的特性來達到探測的目的。三端電化學型是利用恒電位點電解法，在電解池內設置三個電極并施加一定的極化電壓，以透氣薄膜將電極和電解液與外部隔開，當被測氣體透過薄膜達到工作電極時，發(fā)生氧化還原反應，從而產生與氣體濃度成比例的輸出電流，用于探測的目的。通常，熱催化型和熱導型不具有氣體選擇性，常以體積百分濃度表示氣

50、體濃度；而氣敏型和電化學型具有氣體選擇性，并以摩爾濃度表示氣體濃度，適于氣體成分檢測或低濃度測量。 二、火災探測器形式 根據不同的火災探測方法和各類物質燃燒時的火災探測要求，可以構成各種形式的火災探測器，并可按待測的火災參數分為感煙式、感溫式、感光式（或光輻射式）火災探測器和可燃氣體探測器，以及煙溫、煙光、煙溫光等復合式火災探測器。煤礦常用的是煙霧傳感器。 三、BYT3270型煙霧傳感器 1.功能及特點 BYT3270型煙霧傳感器為礦用本質安全型監(jiān)測儀器。該儀器主要用于井下易發(fā)生火災的區(qū)域，如泵站、變電所、運輸巷道、輔助通風機房等，對這些區(qū)域的火情進行煙霧監(jiān)測。該煙霧傳感器為離子感煙式傳感器。

51、當有煙霧通過通風孔進入探頭時，放射源的離子流因煙霧的影響而發(fā)生變化，致使電路平衡受到破壞，因而探頭有信號輸出。傳 感器控制電路接收到信號后，通過復位延遲濾波器約2s后使發(fā)光二極管導通，并通過復位計時器使發(fā)光二極管間斷地閃亮，發(fā)出聲光報警。與此同時，輸出繼電器RL1也間斷地吸合與釋放，使其常開與常閉觸電輸出信號。 2.主要技術參數 額定工作電壓：12（1 10%）V DC 額定工作電流：10mA（正常狀態(tài)），25mA（報警狀態(tài)） 工作方式：連續(xù)監(jiān)測 使用環(huán)境氣流速度：03m/s,0 8m/s（加風罩） 環(huán)境溫度：-5 40 相對濕度：95%（最大不凝結） 外形尺寸：190mm190mm350mm

52、 質量：5kg 3.安裝、使用與維護 （1）如下圖所示，將傳感器輸入端與電源接通。 傳感器與供電電源之間的連續(xù)電纜的電感量與其電阻比值不得超過30H/，或電感量不得超過40H。電纜應選用外徑為7.8mm、截面積為0.3m3以上、具有屏蔽層的橡套軟電纜。 （2）如下圖所示，將輸出控制電纜接入。輸出控制線應選用外徑為7.8mm、截面積為0.75 m2以上的屏蔽橡套軟電纜。 （3）連接無誤后，檢查儀器控制電路是否正常，檢查方法是：將磁檢驗器貼緊輻射警告標志牌，約2s后，發(fā)光二極管閃爍，說明傳感器控制電路工作正常。 4.使用要求 （1）傳感器應設在被監(jiān)控區(qū)危險點煙霧經過的通道中。 （2）傳感器應垂直懸

53、掛，其底部至頂板距離為0.75m。 （3）一般情況下，傳感器應置于高危險點順風向3050m處，如考慮到煙霧的可能流向或改變方向，可在距第一臺傳感器下風向30m處放置第二臺傳感器。特殊情況下可按技術人員的指導進行設置。 （4）對于風速在0 3m/s之間的情形，本儀器可作常規(guī)使用；對于風速在38m/s之間的情形，本儀器必須使用風罩。 （5）任意臺數的傳感器可并聯(lián)在網絡上。在任何情況下，實際連接的傳感器臺數僅受所用電源的限制，但總電纜網絡的電容值不得超過5F。 5.注意事項： （1）傳感器輸出觸電僅能控制鑒定合格的本質安全型電路。 （2）接通電源時必須注意極性，否則熔斷器將會燒毀。在更換熔斷器時，只

54、能用廠方提供的熔斷器，或圖樣上所規(guī)定的相同型號的熔斷器。 （3）當需使用風罩時，箭頭方向應為風流方向，否則會影響儀器使用性能。 （4）化學煙霧不能用來檢查傳感器。 （5）傳感器不得在井下打開。 （6）傳感器探頭不允許用戶拆開，如其內部由于灰塵過多而不能使用時，可送回廠方處理。 6.維修與保管 （1）傳感器在使用過程中應定期檢查，看其工作是否正常。 （2）保持儀器清潔，如防護外殼灰塵過多，有礙煙霧進入，使儀器靈敏度降低，一般可用真空吸塵器或其他方 法將灰塵清除，但防止在清除過程中誤將灰塵吹入探頭內。 （3）不使用的儀器應放于-540、相對濕度小于85%的室內，室內空氣中不應有腐蝕性氣體。第六節(jié)溫

55、 煤礦井下環(huán)境溫度除了影響礦工的工作效率和身心健康外，還是煤炭自燃發(fā)火的重要指標之一。因此，礦井環(huán)境溫度是礦井安全監(jiān)測監(jiān)控的重要內容之一。 一、熱電偶式、熱電阻式與熱敏電阻式溫度傳感器 熱電偶式溫度傳感器是將兩種不同材料的導體連接在一起，形成一個閉合回路。當這種不同材料導體的兩個結點（冷端和熱端）之間存在溫差時，就在兩者之間產生電動勢，在回路中形成相應大小的電流。 熱電阻式溫度傳感器是利用導體電阻隨溫度的變化而變化的原理來測量溫度的。 熱敏電阻式溫度傳感器是利用半導體熱敏電阻隨溫度變化而變化的原理來測量溫度的。熱敏電阻可分為正溫度 系數（PTC）和負溫度系數（NTC）兩種。 二、半導體溫度傳感

56、器 半導體溫度傳感器是利用半導體PN結正向電壓隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。半導體二極管正向電壓溫度特性，如下圖所示： 利用半導體三極管基極發(fā)射極電壓Ube溫度特性及外接電路，就可測得環(huán)境溫度的變化。集成電路傳感器AN6701、AD590等就是將晶體管電路與恒源流電路、放大電路等集成在一個芯片上。因此，半導體溫度傳感器具有體積小、功耗低、響應快、線性度好、抗干擾能力強等優(yōu)點，在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中獲得了廣泛的應用。 三、紅外溫度傳感器 任何物體只要溫度高于絕對零度（-273），就會產生紅外輻射，其輻射功率P隨物體溫度增高而增大。 P=T4 式中 常數，=5.669710-12，W/(cK4

57、) T 物體的熱力學溫度，K； 比輻射率，絕對黑體=1.0，非絕對黑體0 1.0。 因此，可通過熱敏電阻或光敏電阻測量紅外輻熱功率計算出物體的溫度。紅外測溫具有測量靈敏度高、反應速度快、測溫范圍廣、非接觸測溫、不影響被測溫度場分布等優(yōu)點。 四、光纖溫度傳感器光纖溫度傳感器的工作原理較多，利用半導體才料吸收光譜特性隨溫度變化的原理研制出的裝有GeAs(砷化鍺)CdTe(碲化鎘）等晶片的光纖溫度傳感器是其中的一種 半導體GeAs、CdTe對于波長小于g（g由半導體本身性質決定）的光幾乎部吸收，并且隨著溫度的升高，g增大。因此，在發(fā)送光纖和接收光纖之間放入上述半導體晶片，在入射光強一定的情況下，通過

58、測量接收光纖輸出光信號的強弱，就可間接測得溫度。 五、KG9301型溫度組合式傳感器 1.功能及特點 KG9301型傳感器采用高分子電解質電容敏感元件感濕及半導體敏感元件測溫原理，全不銹鋼外殼，雙色發(fā)光二極管指示（綠：濕度;紅：溫度）監(jiān)測參數，結構緊湊。該傳感器為礦用本質安全型，適用于煤礦井下或地面較惡劣環(huán)境的條件下，同時監(jiān)測濕度和溫度兩個參數。能就地交替顯示濕度、溫度值，連續(xù)輸出濕度及溫度兩路信號。它的測量范圍寬，性價比高，輕便結實，壽命長，穩(wěn)定可靠，可與KJ90、KJ4、KJ1、TF200等監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。 2、主要技術指標 濕度：0100%RH 溫度：040 測量誤差：濕度3%RH(3

59、0%95%RH)溫度 0.4 工作電壓、電流：1224V，80mA DC 防爆類型：ib I(+150 )本質全型 3.使用方法： 將電纜的插頭插入傳感器下端左側的多苾插座上，再將傳感器與監(jiān)測系統(tǒng)分站用專用電纜連接好，則傳感器發(fā)光二極管應亮，并交替顯 溫度、濕度地址和測量值，同時連續(xù)輸出溫度及濕度兩路信號，投入正常運行。 第七節(jié) 風速、壓差傳感器 在煤炭開采的過程中，總有瓦斯涌出。及時準確地測定巷道風速，經濟合理地調整風速、風量，對保證井下良好的作業(yè)環(huán)境、防止瓦斯及自然發(fā)火事故具有非常重要的意義。因此，對礦井風速的監(jiān)測是礦井監(jiān)控的主要內容之一。常用的礦井風速傳感器主要有超聲波施渦式和超聲波時差

60、式兩種。 壓差傳感器主要用于連續(xù)監(jiān)測礦井通風總負壓、礦井風機差壓、井下風門兩側壓力差、礦井密閉墻內外壓力差和風筒內外壓力差等，是礦井通風安全參數測量的重要儀表，一般要求與各種監(jiān)測系統(tǒng)配套使用。 一、超聲波旋渦式風速傳感器 超聲波旋渦式風速傳感器首先將風速轉換成與風速成正比的旋渦頻率，然后通過超聲波將旋渦頻率轉換成超聲波脈沖，再將超聲梁上君子脈沖轉換成電脈沖，從而測得風速。由于超聲波旋渦式風速傳感器具有壽命長、易維護、成本低等優(yōu)點，因此在礦井監(jiān)控系統(tǒng)中獲得廣泛應用。 超聲波旋渦式風速傳感器優(yōu)點； （1）無運動部件，無機械磨損，性能穩(wěn)定，使用壽命長，適于連續(xù)運行。 （2）輸出信號就是與風速呈線性關