2022年安全生产系统监控工教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载安全生产系统监控工教案第 1 章 煤矿安全生产方针和法律法规 1.1 煤矿安全生产方针 1.2 煤矿安全生产法律法规 1.3 岗位责任制复习题 第 1 章煤矿安全生产方针和法律法规1.1 煤矿安全生产方针 1.1.1 煤矿安全生产方针的内容；是煤矿安全生产煤矿安全生产方针： 安全第一、预防为主、综合治理、整体推动 安全第一、 预防为主是煤矿安全生产的指导思想和行动准就,方针的核心；综合治理是手段和措施,而总体推动就是目的；1.2 煤矿安全生产法律法规 1.2.1 我国煤矿安全法律法规体系主要内容 1、法律 有煤炭法、矿山安全法

2、、劳动法、矿山资源法等；2、行政法规 有煤矿安全监察条例 、煤炭生产许可证治理方法 、安全生 产许可证条例、乡镇煤矿治理条例 、特殊重大事故调查程序暂行规定 、企业 职工伤亡事故报告和处理规定等；3、地方性法规 有 省矿山安全法实施方法 、 省煤炭法实施方法等；4、部门规章 （包括一些标准）有煤矿安全规程 、爆破安全规程等；1.2.2 安全生产法1、立法的目的安全生产法 立法的目的是为了加强 安全生产 的监督治理 ,防止和削减安全 事故,保证人民群众生命和财产安全,促进经济进展；2、主要内容安全生产法的主要内容表达了“ 三个代表” 、与时俱进、安全责任重于泰山的重要思想,反映了党和政府以人为本

3、、重视人权 的社会主义本质,总结了我国安全生产正反两方面的体会,表达了 1.2.3 矿山安全法依法治国 的基本方略；1、立法的目的矿山安全法立法的目的是：进采矿业健康进展,健全矿山法制；2、内容防止矿山事故 ,爱护矿山 职工的人身安全 ,促主要内容包括：矿山建设的安全设施必需和主体工程同时设计、同时施工、同 时投入生产和使用 （三同时原就） ；矿山企业职工有权对危害安全的行为,提出批 评、检举控告；矿山企业必需对 职工进行安全训练、培训,未经安全训练、培训的,不得上岗作业； 矿长必需经过考核 ,具备安全专业学问,具有领导安全生产和处理矿山事故 的才能；名师归纳总结 - - - - - - -第

4、 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1.2.4 煤炭法1、立法的目的煤炭法立法的目的是合理开发利用和爱护煤炭资源,规范煤炭生产、经营活动,促进和保证煤炭行业的进展；2、内容煤炭法的主要内容是确立了坚持安全第一、预防为主的安全生产方针,提出了保证国有煤矿的健康进展；1.2.5 煤矿安全监察条例1、立法的目的煤矿安全监察条例 的立法目的是： 保证煤矿安全、 规范煤矿安全监察工作 ,爱护煤矿 职工人身安全 和健康,促进煤矿健康进展；2、内容煤矿安全监察条例的内容共有5 章 50 条,该条例明确了煤矿安全监察制度、权力、位置、职责、监察内容、行政惩

5、罚种类、工作原就及与政府的关系等；1.2.6 煤矿安全规程1、制定的目的煤矿安全规程 制定的目的是 保证煤矿安全生产 和职工人身安全, 防止煤矿 事故；2、煤矿安全规程的主要内容规程共有四篇751 条；第一篇总就 ,规定煤矿必需遵守有关安全生产的法律法规,规章规程、标准和技术规范,建立各类人员安全生产责任制；明确职工 有权停止违章作业、拒绝违章指挥；其次篇 井工部分, 规定开采、“ 一通三防”治理、提升运输、机电治理,以及爆破作业涉及的安全生产行为标准；第三篇 露天部分 ,规定了采剥、运输、排土、滑坡和水文防治、电气机和设备检修标准；第 四篇 职业危害, 规定必需做好职业危害的防治与治理工作和

6、职业卫生劳动爱护工作；1.2.7 安全监测工常见的违法行为和法律制裁 1 、常见的违法行为 2、法律制裁 1）、民事、行政制裁；2）、重大责任事故的刑事制裁； 事故案例 1-1 （已做好幻灯片）1、河南大平煤矿瓦斯爆炸事故 事故案例 1-2 （已做好幻灯片）2、陕西陈家山煤矿瓦斯爆炸事故 1.3 岗位责任制 1 、安全监测工岗位责任制 2 、监测修理工岗位责任制 复习题1、煤矿安全生产方针的内容是什么？2、煤矿安全监察条例的立法目的是什么？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3、煤矿安全规程制定的目

7、的是什么？4、安全监测工岗位责任制的内容是什么？第 2 章矿井通风与灾难预防20.90 CO 20.5%； 2.1矿井通风2.1.1 地面空气1、氧气 O2体积百分比含量为2、氮气 N2 体积百分比含量为78.13 3、二氧化碳 CO体积百分比含量为0.03 ,规定空气中的4、稀有气体体积百分比含量为0.94 2.1.2 井下有害气体1、一氧化碳 CO 相对密度为 0.97 ,无色、无味、无臭、微溶于水,浓度达1375%有爆炸危急；2.1.3 矿井有害气体最高答应浓度煤矿安全规程规定采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过 0.5%；有害气体的浓度不超过表2-1 规定；表

8、 2-1 矿井有害气体最高答应浓度名 称 最高答应浓度 % CO 0.0024 NO 2 0.00025 H 2S 0.00066 SO 2 0.0005 HN 3 0.004 2.1.4 矿井气候条件矿井人体最相宜的气候条件：气温的高低而定）；气温 1520、湿度 50%60%、风速（其大小视规程规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26,机电设备硐石的空气温度不得超过30；2.1.5 矿井通风的任务 1、向井下输送新奇的空气；2、冲淡井下有毒有害气体的浓度；3、排除矿尘；2.1.6 矿井通风系统 1、矿井通风方法 1| ）、压入式；2）、抽出式；3）、压入、抽出混合式；2、矿井通风方式

9、 1）、中心式：中心并列式、中心边界式；2）、对角式；3）、混合式；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2.2 矿井瓦斯的防治 2.2.1 瓦斯的性质瓦斯 是指矿井中主要由 煤层气 构成的 以甲烷为主的有害气体；瓦斯通常指甲烷,瓦斯的性质常呈甲烷的性质；瓦斯（甲烷） CH4 无色、无味、无臭, 标准状 态下 1m 3甲烷的 质量为 0.7168Kg,相对密度为 0.554 ,有爆炸性危急 ；2.2.2 瓦斯的危害 1、当井下空气中的瓦斯浓度较高时,会相对降低空气中的氧气浓度；当 氧气 浓度降到 12

10、%以下 时,人会因缺氧窒息死亡；2、当瓦斯与空气混合达到肯定浓度时,遇火能燃烧或爆炸；3、瓦斯爆炸时伴有大量的有害气体；4、瓦斯爆炸时能产生高温、高压；2.2.3 瓦斯等级的划分 1 、低瓦斯矿井； 2 、高瓦斯矿井；、煤与瓦斯突出矿井； 3 2.2.4 瓦斯爆炸的条件 1、浓度 516%CH 4；2、氧气 12%以上；3、火源 650750；2.2.5 处理瓦斯积聚的方法 1、采煤工作面 处理瓦斯积聚 的方法；2、掘进工作面 处理瓦斯积聚 的方法；2.2.6 防止瓦斯扩大的措施 1、分压通风；2、电气防爆；3、隔爆设施；4、每年制定矿井灾难预防方案；5、加强自救、互救；6、加强职工安全培训；

11、2.2.7 煤（岩）与瓦斯突出的的防治 1、突出的征兆；2、有声预兆；3、无声预兆；2.3 粉尘防治 2.3.1 矿尘的定义 2.3.2 矿尘的产生 2.3.3 矿尘的危害 1、导致尘肺病；2、煤尘燃烧和爆炸；3、增加机器的磨损；4、影响视线和照明；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2.4 矿井火灾 2.4.1 矿井火灾的定义凡发生在矿井井下或地面, 威逼到矿井安全生产, 造成缺失的 非掌握燃烧 均成为矿井火灾；2.4.2 矿井火灾的分类矿井火灾按其缘由可分为 2.4.3 火灾发生的条件外因火灾

12、和内因火灾 两大类；1、引火源； 2、可燃物资； 3、氧气；第 3 章 矿井监控系 3.1 概述3.1.1 矿井监控系统的组成 矿井监控系统一般由传感器、执行机构、 分站、电源箱（或电控箱）、主站（或传输接口）、主机（含显示器）、打印机、模拟盘、多屏幕、UPS电源、远程终端、网络接口电缆和接线盒等组成；1、传感器是将 被测物理量 转换为 电信号 ,经 3 芯或 4 芯矿用电缆与分站相连,并具有显示和声光报警功能；2、执行机构 将掌握信号 转换为 被掌握物量 ,使用矿用电缆与分站相连；3.2 矿井监控系统的通用要求 3.2.1 信息传输要求矿井监控 信息传输 要求是矿井监控系统 硬件通用、软件兼

13、容、信道共享、信息共享 的基础,对促进矿井监控产品标准化、提高产品质量具有重要作用；1、传输介质；2、网络结构 宜采纳树形网络结构,也可采纳环形、总线形、星形或其他网络结构；3、工作方式；4、连接方式；5、传输方向矿井监控系统宜采纳半双工传输；和它们的混合方式见6、复用方式常用复用方式有 频分制、时分制、码分制表 3-1 ；3.3 矿井安全监控系统的通用要求矿井安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停、工作电压、工作电流等,并实现甲烷超限声光报警和断电、甲烷风电闭锁掌

14、握、断电命令和馈电状态不符合声光报警等；3.3.3 矿井安全系统安装、使用与爱护3.3.3.1 装备要求煤矿安全监控设备 装备标准 应以保证煤矿安全生产为原就； 因此煤矿安全监控设备的装备标准主要依据矿井瓦斯等级,自然发火状况等确定,并不考虑矿井的生产才能；这是由于对于小煤矿,并不由于产量小,发生事故的概率小,也不由于产量小,每次事故的伤亡人数少；并于小每矿井田尺寸小,在同样装备标准条件下,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备安全监控设备投入的总量要少,总造价要低；欢迎下载3.3.3.6 使用与爱护井下安全监

15、测员 必需 24 小时值班 ,每天检查安全监控设备及电缆,使用便携 式光学瓦斯检定器或便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对比,并将记录和检 查结果报监测值班员；当两者读数误差大于答应误差时,先以读数较大者为依据采用安全措施,并须在 8 小时 内对两种设备进行调教完毕；第 4 章 电气防爆 4.1 基本概念 4.1.1 基本概念防爆电气设备共有10 种类型：隔爆型、本质安全型、增安型、浇封型、气密型、充砂型、正压型、充油型、无火花型和特殊型；另外,矿用一般型电气设备是用于煤矿井下的非防爆电气设备；各种类型的防爆电气设备型式及标志见表 4-1 ；4.2 通用要求1、防爆电气设备使用的环境温度为-

16、2040,环境气压为 （0.81.1 ） 10 5Pa；2、防爆电气设备假如 采纳塑料外壳, 须采纳不燃性或难燃性材料制成,并保证塑料表面的绝缘电阻不大于 1 10 9 ,以防止积积聚静电,仍必需承担冲击试验和热稳固试验；3、防爆电气设备限制使用 免形成危急高温；4、使用紧固件的要求；铝合金外壳, 防止其与铁锈摩擦产生大量热能,避5、防爆电气设备应设置联锁装置；6、防爆电气设备应良好的接地；7、防爆电气设备应有明显的防爆标志；4.3 隔爆型电气设备 4.3.1 防爆原理隔爆型电气设备 的防爆原理 是：将电气设备的带电部分放在特制的外壳内,该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合

17、物 隔开 的作用,并能承担进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花和电弧引爆时所产生的爆炸压 力和温度,而外壳不被破坏； 同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆,不会引起 壳外爆炸性混合物燃烧 和爆炸；这种特殊的外壳叫“ 隔爆外壳” ；设备” ；4.3.2 防爆措施 4.3.3 技术要求 4.4 本质安全型电气设备 4.4.1 防爆原理具有隔爆外壳的电气设备称为“ 隔爆型电气本质安全型电气设备 的防爆原理 是：通过限制电气设备电路的各种参数,或采取爱护措施来 限制电路的火花放电能量,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花 和热效应 均不能点燃 四周环境的 爆炸性混合物, 从而实

18、现了电气防爆；这 种电气设备的电路本身就具有防爆性能,也就是从“ 本质” 上就是安全的,故称为 本质安全型（以下简称本安型） ；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载本安电气设备是一种比较抱负的防爆电气设备；但由于 本安型电气设备 的最大 输出功率为 25W左右,因而使用范畴受到了限制；目前本安型电气设备主要用于通 信、监控、信号和掌握系统,以及仪器、外表等；4.5 隔爆电气设备的监察 4.5.1 隔爆电气设备的监察 1、隔爆型电气设备必需经过 考试合格 的防爆电气设备检查员 检查其安全性能,并取得合

19、格证；2、外客完整无损,无裂痕和变形；3、外壳的紧固件、密封件、接地件齐全完好；4、隔爆接合面的间隙、有效宽度和粗糙度符合规定,螺纹隔爆结构的拧入深 度和啮合扣数符合规定； 5 、电缆接连盒和电缆引入装置完好,零部件齐全,无缺损,电缆连接坚固、牢靠；一个电缆引入装置只连接一条电缆；应符合以下要求：第 5 章 矿用电源及备用电源密封圈外径 与电缆引入装置内径之差 ,5.1 矿用电源的特点、主要技术指标及分类 5.1.1 矿井监控系统电源的特点 矿井监控系统电源同一般 直流电源相比 具有如下特点： 1 、本质安全型防爆输出；2、电网电压波动适应才能强；3、效率高、体积小、重量轻；4、爱护功能强；5

20、、输入电压范畴宽；5.2 矿用线性直流电源 线性直流电源又可分为 稳压源、 恒流源 和非稳固电源 3 种；矿用线性直流电源 一般由变压器、整流电路、双重限流（恒流）限压（稳压）电路组成；变压器除具有降压作用外, 仍具有 电磁隔离 功能；整流电路将沟通整定为直流；滤波电路滤除整流电路输出的沟通成分；双重限流（恒流）限压（稳压）电路保证 本质安全型防爆电源的输出,同时可作为稳压或恒流电路,输出稳压或恒流电源；5.2.1 电源变压器 5.2.2 整流电路 1、半波整流电路；2、全波整流电路；3、桥式整流电路；5.3 矿用开关电源 5.3.1 矿用开关电源的特点 采纳 半导体功率器件 作为 开关,将一

21、种电源形状转变成为另一种电源形状,并 且有稳固输出掌握和短路等爱护功能的电路称为开关电源；矿用本质安全型防爆开关电源同地面一般开关电源相比具有如下特点：1 输出功率受限；2、输出端滤波 电容和电感 受限；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3、输入、输出 必需电气隔离；4、大的电压答应输入范畴；5、多重化爱护；6、恒压 - 恒流输出特性；5.4 矿用备用电源 5.4.1 矿用备用电源的特点矿井监控设备必需配备 备用电源 ,并保证爱护正常工作时间 不小于 2h； 矿用备用电源同一般备用电源相比具有具有

22、如下特点：1、应采纳蓄电池；2、蓄电池应采纳连续浮充制；3、备用电源要 与主电路共用 输出限压（稳压）和限流（恒流）电路；4、蓄电池要 全密封 免爱护；5、蓄电池 无记忆 效应；第 6 章 矿用传感器6.1 基础学问在矿井监控系统中,所需监测的物理量大多数是非电量,如：甲烷、风速、温度等,而这些物理量是不宜直接进行远距离传输的；为了便于传输、储备和处理,就必需对这些物理量进行变换,将他们变换成便于传输、储备和处理的物理量；目前最能满意这些要求的是电信号；电信号的测量、 传输、储备和处理手段最为成熟,便于信号的放大、传输、储备和运算机处理；这就需要使用传感器将被监测的非电 量信号转换为电信号；传

23、感器作为监控系统的第一个环节,完成着信息的猎取和转 换功能,其性能的好坏直接影响着系统的监控精度；当然,随着光传输、储备和处 理技术的进展,光信号将会成为另一种便于信号传输、储备和处理的信号；6.1.1 基础学问 传感器主要由敏锐元件、转换元件、测量电路和帮助电源组成,如下列图；在 矿井监控领域又将敏锐元件和转换元件统称为传感元件； 6.1.1 基础学问 敏锐元件就是将被测的非电量转换成另一种便于转换为电量的非电量的器件；转换元件是将敏锐元件所输出的非电量转换为电量的器件；有时敏锐元件同时兼做转换元件,这时被测的非电量被直接转换为电量,例如热催化式甲烷传感器的传感元件；法；传感器的分类方法主要

24、有：按输入量 物理量 和按变换原理分类两种方按输入量分类的方法明确指出了传感器所能监测的物理量如甲烷、风速、负压等传感器；按变换原理分类的方法说明白传感器的变换原理,如电化学、热催化等；为利用上述两种分类方法的优点,通常将上述两种分类方法同时使用,如热导式甲烷传感器、超声波旋涡式风速传感器等；名师归纳总结 此外,仍有按能量的传递方式 有源和无源 、使用型式 便携式、机载式等 、第 8 页,共 18 页输出信号 模拟式和数字式 等分类方法； 6.1.2 基本概念- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1、量程 指传感器所答应测量被测物理量的量

25、值范畴；一般用传感器答应测量的物理量的上、下极限来表示,其中上限值又称为满量程值；在使用中, 假如被测物理量超出了传感器所规定的量程范畴,将会造成较大的 测量误差或传感器的损坏； 6.1.1 基本概念 2、精度 精度表示传感器的测量结果与被测实际值的接近程度；精度一般用“ 极限误差” 来表示 3、迟滞迟滞是指传感器在输入量 不重合的程度；4、重复性x 增大 正行程 或减小 反行程 时,输出输入曲线重复性就是指传感器在相同的工作状态下,重复地输入一个相同的值时,其输出的一样性程度 6.1.2 基本概念并能精确地5、线性度 为了标定和数据处理,一般要求传感器的输出与输入成线性关系,反映被测量的实际

26、值；然而,实际使用的传感器,其输出与输入之间并不是所要求的线性关系, 如图 44 所示；这就是要求对实际传感器进行线性化处理,即用一条直线去靠近传感器的实际工作曲线,如图 而图 b 是采纳通过零点和满量程点的直线；6.1.2 基本概念45 所示；图 a 是采纳拟合最小的直线,不难看出,用输出与输入成线性关系的直线拟合实际工作曲线,将会带来误差；为了描述传感器输出输入曲线的非线性程度,一般用所测得的输出输入标准曲线与理论拟合直线的偏差与满量程输出值的百分比来表示,并称之为线性度或非线 性误差； 6.2.1 基本概念 6、灵敏度 灵敏度是指传感器的输出增量与输入增量之比灵敏度一般用拟合直线的斜率来

27、表示 6.1.3 供电方式 矿用传感器的供电方式有内部供电和外部供电两种；1、内部供电方式 传感器的内部供电方式包括传感器自带整流电源和蓄电池 或干电池 两种；6.1.3 供电方式自带整流电源：体积大、重量重,并且在传感器的设置位置上,不肯定好取交 流电源；（很少用）蓄电池 或干电池 ：需要定期充电 或更换 ,爱护工作量较大,（用于能耗很 小的传感器）2、外部供电方式名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载包括就近供电和集中供电两种；1）外部就近供电方式是指由系统分站电源、或电控箱、或电源箱向传感器供电

28、的方式,优点：供电距离近、功耗小、简洁便利是矿井监控系统传感器的主要供电方式传感器外部就近供电可以采纳恒压源供电,也可以采纳恒流源供电,到底采纳什么方式取决于传感器对电源的要求；采纳恒压源供电,传感器所得到的电压大小 受供电电缆的长度、芯线直径、材质、接触电阻影响,同时也受负载波动的影响；在供电电压肯定的情形下,供电电缆越长,芯线直径越细,材质电阻率越大,接触 电阻越大,传感器吸取电流越大,线路压降就越大,传感器得到的电压值就越小；6.1.3 供电方式以因此,采纳恒压源供电的传感器一般在传感器内部又设置了二次稳压电路,保证传感器的正常工作；采纳恒流源供电,传感器所得到的电流大小受外界因素影 响

29、较小,这是由于电缆的绝缘电阻很大；但由于传感器电路一般需要在稳固的电压 下工作,因此采纳恒流源供电的传感器一般也在内部设置稳压电路；2）集中供电方式 为了保证在井下供电不正常的情形下,仍能对被测物理量进行监测,有的矿 井监控系统采纳了中心站集中供电方式 在同样的监控容量下, 需要的电缆较多, 系统投资较大, 并且不便于安装爱护；中心站向传感器供电,即可以采纳恒流源供电,又可以采纳恒压源供电,到底 采纳什么方式取决于传感器对电源的要求；在矿井监控系统中,被测物理量可分为开关量和模拟量两大类；开关量就是只取两种状态的物理量,如：采掘机、运输机、水泵、风机的开停 等；开关量可以用电压的有无、电流的有

30、无和极性等来表示；模拟量就是量值连续变化的物理量,如：甲烷浓度、风速、一氧化碳浓度等；模拟量可以用电压的大小、电流的大小和频率的高低等来表示；数字信号和频率型模拟信号均用脉冲表示,但有以下根本区分：1 数字信号的脉冲连续时间恒定不变 当传输速率肯定时 ；而频率型模拟信号的脉冲连续时间随着频率的增高而减小； 2 数字信号采纳脉冲编码表示数值大小,由于编码长度有限,因此数字信号表示模拟量大小存在量化误差；而频率型模拟信号的脉冲频率可以连续变化, 因此频率型模拟信号可以精确表示模拟量大小；3 数字信号不同位置的脉冲表示不同的数值；而频率型模拟信号的任何位置的脉冲均表示同一数值；矿用传感器输出信号宜采

31、纳数字信号,输装置的有关要求；1、开关信号并应满意煤炭行业标准 煤矿用信息传开关信号的输出可以是机械接点,也可以是半导体电路或其他电气元件,这些被统称为输出接点；输出接点可以是有源接点,也可以是无源接点；2、模拟信号 主要有电压型、电流型和频率型；1）电压型名师归纳总结 电压型模拟信号的电压随被测物理量变化而变化；电压型模拟信号一般为0第 10 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5V；2）电流型学习必备欢迎下载电流型模拟信号的电流随被测物理量变化而变化；电流型模拟信号一般为15 mA优选 和 420 mA仅用于地面 3）频率型频率型模拟

32、信号的频率随被测物理量变化而变化,如图419 所示；频率型模拟信号一般为 2001000Hz优选 ,在整个频率范畴内其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于 03ms；频率型模拟信号的输出分有源和无源两种：模拟信号的转换1、电流电压及电压电流转换2、频率电压及电压频率转换6.1.5 技术要求低浓甲烷传感器的技术要求1 测量范畴及基本误差 0x10CH4 01 CH4 1.0CH4 x 2.0 CH4 02CH4 2.0 CH4 x4.0 CH4 03CH4 2 报警范畴及基本误差 0.5CH4x1.5 CH4 0.1 CH4 3 声光报警 lm 处 85dB,能见度 20m； 4 响应时间 30S； 5

33、 稳固性 7d；6.1.5 技术要求2 、电化学一氧化碳传感器的技术要求 1 测量范畴及基本误差 0x 20ppm 2ppm 20ppm x100ppm 4ppm 100ppmx 500ppm 5 相对误差 2 稳固性 7d；6.1.5 技术要求3、超声波旋涡式风速传感器的技术要求测量范畴及基本误差：0.3m/s x10m/s 0.4m/s x15m/s 0.5m/s x20m/s 0.3m/s 0.3m/s 0.3m/s 6.2 传感器6.2.1 甲烷传感器甲烷传感器按其工作原理可分为催化燃烧式、热导式等；由于在矿井安全监测中,用于低浓甲烷监测的主要是催化燃烧式,用于高浓甲烷监测的主要是热导

34、式；1、催化燃烧式名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载催化燃烧式甲烷传感器的工作原理是：在传感元件 含敏锐元件, 以下同 表面 的甲烷 或可燃性气体 ,在催化剂的催化作用下, 发生无焰燃烧,放出热量, 使传感元件升温,进而使传感元件电阻变大,通过测量传感元件电阻变化就可测出甲烷气体的浓度；催化燃烧式甲烷传感元件有铂丝催化元件和载体催化元件两种；铂丝催化元件采纳高纯度 99 99 的铂丝制成线圈,铂丝既是催化剂,又是加热器；1 ） 载体催化元件结构及工作原理载体催化元件一般由一个带催化剂的传感元件

35、俗称黑元件 和一个不带催化剂的补偿元件 俗称白元件 组成；白元件与黑元件的结构尺寸完全相同；但白元件 表面没有催化剂,仅起环境温度补偿作用；2）影晌载体催化元件主要技术性能的因素 双值性空气中甲烷浓度低于95时,甲烷能够充分燃烧, 甲烷浓度越高, 载体催化元件的电阻变化就越大；当空气中甲烷浓度高于 95时,甲烷不能够充分燃烧,甲烷浓度越高,载体催化元件的电阻变化就越小,这就是载体催化元件的双值性；因此,载体催化元件只能用于低浓度的甲烷浓度监测；6.2.1 甲烷传感器 激活在黑元件制造时,是将载体浸在PdO2溶液中,然后热分解后,催化剂以Pd和PdO 形式存在于载体上,元件表面呈黑褐色,对甲烷的

36、催化活性较低；在元件出厂 前,为使其具有较高的活性,通常在加热条件下通 12CH4进行活化处理,使 PdO 仍原为 Pd,这过程被称为激活； 激活后的元件要经过老化和稳固性处理后才能出厂 使用；2）影晌载体催化元件主要技术性能的因素 催化剂中毒硫化合物 H2s、s02 、磷化合物 H3P以及有机硅蒸气等能剧烈地吸附在催 化剂上,与 Pd反应生成新的化合物, 例如 H2S与 Pd 反应生成 PdS降低催化剂活性,严峻时会使催化剂完全失去活性,这种现象被称为催化剂中毒；6.2.1 甲烷传感器 灵敏度变化由于高温烧结,催化剂活性物质的粒子会变大,仍会升华为气态等,这些都 会使元件的催化活性下降,使灵

37、敏度下降；催化剂升华仍会使置于同一气室的补偿 元件载体上吸附微量催化剂,使甲烷能够在补偿元件上催化燃烧从而使电桥输出灵敏度下降； 2 ）影晌载体催化元件主要技术性能的因素 响应时间响应时间是指甲烷浓度发生阶跃变化时, 电桥输出信号值达到稳固值 所需要的时间；90时气体流量进入检测气室的气体流量影响催化元件灵敏度；因此,对于扩散式甲烷传感器,在校准时的流量应与甲烷传感器在井下安装地点的风速机吻合,否就会造成测名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载量误；2）影晌载体催化元件主要技术性能的因素线性度 在低

38、浓范畴内, 催化燃烧产生的热量随甲烷浓度的增加而增大；但由于元件 温度增加时,其散热量也增大,从而导致元件温度不随催化燃烧热量而线性增大；因此,当甲烷浓度不大于 4.O时,元件的输出与甲烷浓度基本成线性关系,当甲 烷浓度大于 5.0 时,元件的输出与甲烷浓度很难保持线性关系；2、热导式 热导式甲烷传感器的工作原理是：利用甲烷的热导率高于新奇空气的热导率,通过热敏元件测量甲烷空气混合物热导率的变化,进而测得甲烷空气混合物浓度的 变化；6.2.2 一氧化碳传感器 井下空气中一氧化碳浓度较高时,会使人中毒,同时,一氧化碳浓度又是猜测 和监测煤炭自燃发火的主要技术指标；因此,一氧化碳监测是矿井安全监测

39、的主要 内容之一；一氧化碳传感器按其工作原理可分为电化学式、红外吸取式等；6.2.2 一氧化碳传感器 1、电化学式；电解质溶液与电极间发生化学能与电能之间的转换被称为电化学反应；电化学反应是氧化仍原反应； 不同物质的氧化仍原反应必需在肯定的电极电位 下进行；假如阳极电位高于氧化仍原的可逆电极电位,就这个电对中的仍原物质被氧化,反之,这个电对中的氧化物质被仍原；例如：Co2,CO氧化仍原对的可逆电极电位为一 012V,只要爱护阳极电位高于一 6.2.2 一氧化碳传感器012V, CO就被氧化；2、红外线吸取式 不同原子结合成的气体分子对特定波长的红外线具有吸取才能,其吸取波长取 决于原子种类、一

40、原子核质量、结合强弱、光谱位置等,当气体压力、气室长度、入射光强肯定时,气体对特定光的吸取强度取决于气体分子浓度,一氧化碳气体在常压下对红外光谱的吸取如图429 所示；不难看出, 通过检测入射光强度的变化,就可测定一氧化碳气体的浓度；6.2.3 风速传感器 在煤炭开采的过程中,总有瓦斯涌出；为稀释矿井空气中的瓦斯,需不断地向井下输送新奇空气；风量是通风系统的重要参数之一；因此,对矿井风速的监测是 矿井监控的主要内容之一；用于矿井的风速传感器主要有超声波旋涡式和超声波时 差式两种；6.2.3 风速传感器 1 、 超声波旋涡式风速传感器 超声波旋涡式风速传感器第一将风速转换成与风速成正比的旋涡频率

41、,然后通过超声波将旋涡频率转换成超声波脉冲,后将超声波脉冲转换成电脉冲,从而测得 风速；由于超声波旋涡式风速传感器具有寿命长,易爱护,成本低等优点；因此,在矿井监控系统中获得了广泛应用；6.2.3 风速传感器 1 、 超声波旋涡式风速传感器名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载超声波旋涡式风速传感器工作原理如图 430 所示；在风洞中设置一旋涡发生 杆,在阻挡体下方安装一对超声波发射器和接收器,当流淌空气经过旋涡发生杆时,在其下方产生两列内旋相互交替的涡旋；由于旋涡对超声波的阻挡作用,超声波接收器将

42、会收到强度随旋涡频率变化的超声波,即旋涡没有阻挡超声波时,接收到的 超声波强度最大,旋涡正好阻挡超声波时,接收到的超声波强度最小；超声波接收器将接收到的幅度变化的超声波转换成电信号,所经过放大、解调、整形等就可获得与风速成正比的脉冲频率；6.2.3 风速传感器 1 、 超声波旋涡式风速传感器 图 430 超声波旋涡风速传感器原理图 6.2.3 风速传感器 1、 超声波旋涡式风速传感器 超声波旋涡式风速传感器具有如下优点： 1 2无可动部件,无机械磨损,性能稳固,使用寿命长；输出本身就是与风速成线性关系的脉冲频率信号,没有零点漂移,且敏锐元件灵敏度变化不会直接影响输出,测量精度高； 3 等 影响； 4输出信号不受流体特性 温度、湿度、压力、成份、密度、粘度、矿尘 响应快速；6.2.3 风速传感器 2 超声波时差式风速传感器 超声波时差式风速传感器是应用超声波的时差来测定风速超声波