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关于各类传感器井下标校的分析

2016-11-10 [责任编辑:wenwei]
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【导读】在煤矿生产中,随着煤层采动,煤层中往往会涌出矿井瓦斯。它与空气混合,当其体积百分比为5%~16%时,遇明火就会发生爆炸,给矿井的安全生产带来巨大的威胁。因此,瓦斯传感器对矿井安全显得非常重要,瓦斯传感器核心是黑白原件,经常在煤矿恶劣环境中使用,单位时间内可能造成黑白原件与过多的甲烷反应,造成与真值相差过大。所以,传感器的检定和日常校准是保证传感器的准确性及煤矿安全监控系统正常运行的一个重要环节。
 
目前,矿井中常用的瓦斯传感器可分为热导式和热效式两大类。
 
热导式瓦斯传感器是利用瓦斯与空气的导热系数不同而测量瓦斯浓度的。这种传感器在工作时需通入恒定的电流,将其加热到一定的温度(180左右),功耗较大;且其中的半导体热敏电阻式传感器受CO2和水蒸汽的影响较大,元件的一致性和互换性也较差。热导式瓦斯检测仪在测定低浓度的瓦斯时,输出信号很小,误差较大。因此,这类传感器制成的瓦斯检测仪适用于测量高浓度的瓦斯(5%~100%)。目前这种传感器在矿井中应用较少。
 
热效式瓦斯传感器(又称热催化式瓦斯传感器),其工作原理是利用可燃气体在催化剂的作用下进行无焰燃烧,产生热量,使元件电阻因温度升高而发生变化,测知瓦斯的浓度。这种传感器的优点是精度较高,输出信号较大(1%CH4时,输出电压可达15~20mV),且不受其他燃气和灰尘存在的影响。它的缺点是元件表面温度高(300~450),寿命短(多数国家均保证1年),功耗大(其加热功率>1w;热催化元件功耗为0.3~0.75w),易受硫、铅、磷、氯等的化合物干扰而使催化剂中毒或元件坏死,降低其灵敏度、准确度,甚至误报现象。
 
关于各类传感器井下标校的分析
 
传感器为什么有有效期?质量不过关的传感器,一般1年内性能就下降,如果不能合理有效地进行安排校准与维护,将会大大缩短仪器的寿命。
 
矿井的日常标校和强制性检定工作,都必须严格按照有关的计量检定规程严格进行。至于校准,是指在规定条件下,为确定计量器具的精度准确及各功能的校准。而校准的规定是执行AQ1029,煤安规程及JJG678-2007催化燃烧式甲烷测定器检定规程。
 
传感器标校必须严格按照规定程序进行,甲烷传感器标校必须使用未过期标准气样和检定合格的流量计,标准气体采用具有国家承认资质厂家或部门所提供的各类瓦斯标准气样。
 
井下标校甲烷传感器的缺点:
 
  1、按照规定传感器应10天升井一次,目的是对仪器除湿、除尘清理,传感器连续在恶劣环境下使用,不能及时对仪器进行有效的除湿、除尘,致使堕性气体影响元件的轻微中毒,及易造成传感器读取的数据和真实数据偏差较大,传感器显示的示值与上传的频率值不符。
 
  2、长期使用一种气造成低端和高端的不准确性,易造成上传失误。
 
  3、流量很难控制。标准的瓦斯传感器调校对流量有严格的控制,是一个量变过程,按元件的通气属性先是在流量30~50ml/min观察报警点和断电值,然后调节流量控制阀把流量调节到规定流量,达180~200ml/min。使其显示值稳定,然而在现场光靠用手挤压气囊很难控制气体流量,流量忽高忽低极易造成传感器标校误差,致使传感器不能正确反映瓦斯数据。
 
通过对各矿送检仪器发现的问题:
 
  1、仪器通入标准气体后显示值不变。
 
  2、传感器显示不正确。
 
  3、漂移稳定性差:黑白原件老化。
 
  4、空气中示值不归零、防震性能差且伴随示值跳变现象。
 
  5、仪器仪表误差大,零点漂移,示值不准等造成仪器仪表稳定性差。
 
经上所述,井下标校存在很多弊端,对矿井的安全造成很大的隐患。建议各矿井在符合国家计量检定标准的环境下进行校准或者在矿井所属区域的计量检定单位进行校准。
 
 
 
 
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关键字:传感器 化合物 可燃气体 半导体 
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