煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡(jiǎn)

1、. 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖主機(jī)主機(jī)數(shù)據(jù)處理器文件處理器電視墻路由器終端主主 站站打印機(jī)打印機(jī)分分 站站分分 站站電源電源執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬量傳感器開(kāi)關(guān)量傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬量傳感器開(kāi)關(guān)量傳感器井上部分井上部分井下部分井下部分UPS.礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)組成. 第二節(jié)第二節(jié) 甲烷傳感器甲烷傳感器.一、組成及工作原理一、組成及工作原理 組成組成: :主要由電橋電路、線性放大電路、U/I變換電路（或U/F變換電路）數(shù)字顯示電路、比較報(bào)警電路、超限保護(hù)電路以及穩(wěn)壓電路等單元電路組成。工作原理工作原理：利用電橋不平衡的原理。甲烷在傳感元件（含敏感元件）表面，在催化劑的催化下，發(fā)生無(wú)焰燃

2、燒，放出熱量，使傳感元件升溫，進(jìn)而使傳感元件阻值增大，破壞了平衡的電橋。使電橋有輸出值。進(jìn)而，產(chǎn)生瓦斯的濃度越高傳感元件的阻值越高，電橋輸出值越大的線形正比關(guān)系。因此，通過(guò)測(cè)量傳感元件阻值變化就可測(cè)出甲烷氣體的濃度。. 線電橋典型電路 USCR1R3R2R4R1*R2=R3*R4若:R1則:R1*R2R3*R4電橋平衡破壞USC有輸出. 將R1用鉑金絲按一定的幾何參數(shù)繞制的螺旋狀、外部涂以氧化鋁漿并經(jīng)煅燒而成的一定形狀的耐溫多孔載體。其表面涂上一層催化劑。經(jīng)過(guò)處理的元件接在電橋的橋臂上，而其他橋臂電阻匹配適當(dāng)，滿足電橋平衡的狀態(tài)。 當(dāng)一定的工作電流通過(guò)R1時(shí)，其表面即被加熱到一定的溫度，而這時(shí)

3、，當(dāng)含有瓦斯氣體接觸到R1表面時(shí)，便被催化燃燒，燃燒放出的熱量又使R1的溫度升高，使鉑金絲的電阻值明顯升高，于是電橋就失去平衡，輸出一定的電壓。其值與瓦斯?jié)舛瘸收汝P(guān)系。因此，可以根據(jù)測(cè)量電橋的輸出電壓值的大小測(cè)算出瓦斯的數(shù)值。. CH4+2O2=CO2+2H2O+H CHCH4 4R1R1表面溫度表面溫度R1R1阻值阻值電橋平衡破壞電橋平衡破壞R1R1* *R2R3R2R3* *R4R4 USCUSC電信號(hào)電信號(hào)CHCH4 4 因涂在鉑金絲的催化劑顏色為黑色，故將其稱為黑元件。R2是作為橋路補(bǔ)償元件，其表面未涂催化劑，故呈白色稱之為白元件。 .電路分析電路分析 由電橋的輸出參數(shù)經(jīng)線形放大器放

4、大后，一路一路供到數(shù)字顯示電路，顯示出瓦斯的數(shù)值；一路一路進(jìn)入比較報(bào)警電路，若示值大于預(yù)約值觸發(fā)報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)；一路一路進(jìn)入U(xiǎn)/I或U/F電路輸出到分站。為保證電橋正常穩(wěn)定的工作，采用兩極穩(wěn)壓措施。為防止傳感器超限工作設(shè)有超限保護(hù)電路，免遭高濃度瓦斯對(duì)傳感器造成傷害。 U/F變換電路： 是以“勞耶爾典型電路”為基礎(chǔ)的電路，將一個(gè)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻脈沖信號(hào)。U/F變換電路的輸出低頻脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)與其輸入電壓（電流）的 .高低成正比關(guān)系。即輸入電壓越高則輸出的低脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)越多。將與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的電信號(hào)，再次轉(zhuǎn)換成與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的低頻脈沖信號(hào)，其個(gè)數(shù)與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系。二、使

5、用注意事項(xiàng)二、使用注意事項(xiàng)： 1）本儀器應(yīng)固定專人使用維護(hù)，嚴(yán)格按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。非專 職人員禁止使用、拆開(kāi)儀器和旋動(dòng)電位器。 2）在使用中避免猛烈摔打、碰撞。 3）儀器應(yīng)建立必要的登記和記錄制度，對(duì)每臺(tái)儀器的使用、故障等情況逐一記錄備案。 .4）對(duì)儀器的零點(diǎn)、測(cè)試精度和報(bào)警點(diǎn)要定期調(diào)校。應(yīng)及時(shí)擦拭、清掃氣室內(nèi)部及儀器外部的煤塵，保持清潔。5) 更換黑白元件時(shí),需成對(duì)更換。6）甲烷傳感器黑白元件的最大殺手是硫化氫氣體，在選擇設(shè)備時(shí)要慎重。. 電橋典型電路電橋典型電路USCR2R3R4USRR1r1r1- 精度電位器r0r0- 調(diào)零電位器. 開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量1 1）、風(fēng)門(mén)開(kāi)）、風(fēng)門(mén)開(kāi)/ /閉傳感

6、器閉傳感器： 是一種磁性驅(qū)動(dòng)的接近開(kāi)關(guān)，由干簧開(kāi)關(guān)組件與磁性體組件兩部分組成。干簧開(kāi)關(guān)組件貼近磁體后，干簧開(kāi)關(guān)組件內(nèi)的觸頭閉合，遠(yuǎn)離后干簧開(kāi)關(guān)組件觸頭在自身的張力下自動(dòng)打開(kāi)。使用中應(yīng)將磁體安裝在風(fēng)門(mén)的門(mén)扇上，干簧開(kāi)關(guān)組件安裝在風(fēng)門(mén)的門(mén)框上。 磁 鋼干簧管.2 2）、設(shè)備開(kāi)停傳感器）、設(shè)備開(kāi)停傳感器： 利用測(cè)定磁場(chǎng)的方式，間接地測(cè)定設(shè)備的工作狀態(tài)。通電后的導(dǎo)體周圍必定產(chǎn)生磁場(chǎng)，測(cè)出電纜周圍有無(wú)磁場(chǎng)存在，就檢測(cè)電纜內(nèi)有無(wú)電流通過(guò)，即可鑒別設(shè)備的開(kāi)/停狀態(tài)。利用傳感頭中的檢測(cè)線圈，測(cè)得磁感應(yīng)信號(hào)，經(jīng)放大、檢波、信號(hào)變換及信號(hào)輸出等環(huán)節(jié)，將設(shè)備的開(kāi)/停信息傳到井下分站。適用于工作電流為10A以上設(shè)備。

7、.電纜傳感器電纜芯線傳感器.3)3)風(fēng)筒風(fēng)量傳感器風(fēng)筒風(fēng)量傳感器: : 風(fēng)筒風(fēng)量傳感器主要用于監(jiān)測(cè)風(fēng)筒中的風(fēng)量。當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒漏風(fēng)造成風(fēng)筒出口風(fēng)量不足時(shí)傳感器接點(diǎn)打開(kāi)，通過(guò)甲烷風(fēng)電閉鎖裝置，自動(dòng)切斷局扇供風(fēng)的工作面一切非本質(zhì)安全電源。風(fēng)筒風(fēng)筒彈簧彈簧輸出接點(diǎn)輸出接點(diǎn).3)3)風(fēng)筒風(fēng)量傳感器風(fēng)筒風(fēng)量傳感器: : 風(fēng)筒風(fēng)量傳感器主要用于監(jiān)測(cè)風(fēng)筒中的風(fēng)量。當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒漏風(fēng)造成風(fēng)筒出口風(fēng)量不足時(shí)傳感器接點(diǎn)打開(kāi)，通過(guò)甲烷風(fēng)電閉鎖裝置，自動(dòng)切斷局扇供風(fēng)的工作面一切非本質(zhì)安全電源。風(fēng)筒風(fēng)筒彈簧彈簧輸出接點(diǎn)輸出接點(diǎn).電氣原理圖電氣原理圖數(shù)字顯示電路數(shù)字顯示電路線性放大電路線性放大電路

8、比較報(bào)警電路比較報(bào)警電路U/I U/F變換電路變換電路測(cè)量電橋電路測(cè)量電橋電路超限保護(hù)電路超限保護(hù)電路低壓差穩(wěn)壓電路低壓差穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路.4) 傳感器等質(zhì)量不過(guò)關(guān)傳感器等質(zhì)量不過(guò)關(guān) 與監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器已成為礦井瓦斯綜合治理和災(zāi)害預(yù)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)裝備，并越來(lái)越受到使用單位和研究人員的普遍重視。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)產(chǎn)安全檢測(cè)用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件，然而，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)載體催化元件一直存在使用壽命短、工作穩(wěn)定性差和調(diào)校期頻繁的缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測(cè)，與國(guó)外同類傳感器比較差距較大。主要問(wèn)題是：.a.a.抗高濃沖擊性能差。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件激活。反復(fù)作用的結(jié)果造成零點(diǎn)漂移并使其催化性能下降，