矿用传感器教案资料.ppt
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1、矿用传感器第二节矿用传感器种类第二节矿用传感器种类n n低浓度甲烷传感器低浓度甲烷传感器低浓度甲烷传感器低浓度甲烷传感器 n n高低浓度甲烷传感器高低浓度甲烷传感器高低浓度甲烷传感器高低浓度甲烷传感器 n n 超声波漩涡式风速传感器超声波漩涡式风速传感器超声波漩涡式风速传感器超声波漩涡式风速传感器 n n一氧化碳传感器一氧化碳传感器一氧化碳传感器一氧化碳传感器 n n液位传感器液位传感器液位传感器液位传感器 n n温度传感器温度传感器温度传感器温度传感器 n n风流压力传感器风流压力传感器风流压力传感器风流压力传感器 n n管道用流量传感器管道用流量传感器管道用流量传感器管道用流量传感器 n
2、n开停传感器开停传感器开停传感器开停传感器 n n总线式开停传感器总线式开停传感器总线式开停传感器总线式开停传感器 n n风门开闭传感器风门开闭传感器风门开闭传感器风门开闭传感器 n n烟雾传感器烟雾传感器烟雾传感器烟雾传感器 n n粉尘浓度传感器粉尘浓度传感器粉尘浓度传感器粉尘浓度传感器 第三节低浓度甲烷传感器的工作原理第三节低浓度甲烷传感器的工作原理n n甲烷浓度检测电桥甲烷浓度检测电桥甲烷浓度检测电桥甲烷浓度检测电桥 n n工作原理工作原理工作原理工作原理 若若A A、B B两点的电位相等,通过两点的电位相等,通过R1R1和和R2R2的电的电流为流为 I I1 1,通过,通过R3R3和和
3、R4R4的电流为的电流为I I2 2,所以,所以:n nI I I I1 1 1 1R R R R1 1 1 1=I=I=I=I2 2 2 2R R R R3 3 3 3 n nI I I I1 1 1 1R R R R2 2 2 2=I=I=I=I2 2 2 2R R R R4 4 4 4两式相除,得到:两式相除,得到:R R R R1 1 1 1=R=R=R=R2 2 2 2(R R R R3 3 3 3/R/R/R/R4 4 4 4)A A、B B两点的电位差为:两点的电位差为:U U U UABABABAB(RRRR1 1 1 1/4R/4R/4R/4R)EEEE黑元件的电阻值与温度的
4、关系为:黑元件的电阻值与温度的关系为:R1R1R1R1(DCQ/h)R(DCQ/h)R(DCQ/h)R(DCQ/h)R0 0 0 0 (燃烧热方程)(燃烧热方程)方程中为常数的:方程中为常数的:方程中为常数的:方程中为常数的:R R0 0为铂丝摄氏零度时电阻值为铂丝摄氏零度时电阻值;铂丝温度系数铂丝温度系数:3.948510-3/3.948510-3/D D为甲烷扩散系数;为甲烷扩散系数;Q Q为甲烷分子燃烧热;为甲烷分子燃烧热;h h为敏感元件热容量;为敏感元件热容量;方程中为变量的:方程中为变量的:方程中为变量的:方程中为变量的:C C C C为被测环境中的甲烷浓度;为被测环境中的甲烷浓度
5、;低浓度甲烷测量范围和测量精度见表低浓度甲烷测量范围和测量精度见表低浓度甲烷测量范围和测量精度见表低浓度甲烷测量范围和测量精度见表 传感器数码管显示说明传感器数码管显示说明状态位显示 红外接收器显示甲烷浓度 输出信号指示灯断电控制指示灯调校使用的标准气体调校使用的标准气体 标准气体为三级的空气中甲烷标准物质浓度范围为1.0CH4-3.0CH4,不确定度5,主要用于催化燃烧原理甲烷测量仪器的日常校准。调校步骤调校步骤调校步骤调校步骤(一一一一)调校步骤调校步骤调校步骤调校步骤(二二二二)调校步骤调校步骤调校步骤调校步骤(三三三三)调校步骤调校步骤调校步骤调校步骤(四四四四)安装位置安装位置 n
6、n甲烷传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位甲烷传感器应垂直悬挂在巷道上方风流稳定的位置,距顶板(顶梁)不得大于置,距顶板(顶梁)不得大于300mm300mm,距巷道侧,距巷道侧壁不得小于壁不得小于200mm200mm,并应安装维护方便,不影响,并应安装维护方便,不影响行人和行车。行人和行车。n n不同环境安装位置必须符合不同环境安装位置必须符合AQ 1029AQ 1029煤矿安全监煤矿安全监煤矿安全监煤矿安全监控系统控系统控系统控系统及检测仪器使用管理规范及检测仪器使用管理规范及检测仪器使用管理规范及检测仪器使用管理规范第第6.36.36.156.15条条的相关规定。的相关规定。n n 甲烷
7、传感器报警点、断电点、复电点和断电范甲烷传感器报警点、断电点、复电点和断电范围的设置必须符合围的设置必须符合AQ 1029AQ 1029煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统煤矿安全监控系统及及及及检测仪器使用管理规范检测仪器使用管理规范检测仪器使用管理规范检测仪器使用管理规范第第6.26.2条条表表1 1的规定。的规定。传感器内部接线和调试说明传感器内部接线和调试说明传感器内部接线和调试说明传感器内部接线和调试说明电路原理图电路原理图 典型故障处理典型故障处理 传感器显示“L.LL”当传感器显示“L.LL”时,可能是传感器内的催化元件或热导远见出现断丝。处理办法是:断开电源,取下传
8、感器带回地面。打开传感器后盖,用万用表对照安装图分别检测G、r12、v12之间的电阻值,若在任一边出现不通,并在认真检查确定不是连线问题后,更换新的催化或热导元件。自检时传感器显示自检时传感器显示2.AA2.AA或或2.bb2.bb 自检时,如传感器出现显示自检时,如传感器出现显示2.AA2.AA或或2.bb2.bb符号,说明传感器的测量桥路零点偏移过大,符号,说明传感器的测量桥路零点偏移过大,需对传感器进行硬件调零。具体步骤如下:需对传感器进行硬件调零。具体步骤如下:取下传感器带回地面。打开传感器后盖并接取下传感器带回地面。打开传感器后盖并接通电源数分钟后,同时按下遥控器或传感器通电源数分钟
9、后,同时按下遥控器或传感器电路板上的三个按键数秒钟,然后立即按动电路板上的三个按键数秒钟,然后立即按动选择键,使传感器显示窗内的小数码管显示选择键,使传感器显示窗内的小数码管显示为为“1”“1”,再用螺丝刀调节电路板上的电位器,再用螺丝刀调节电路板上的电位器P1P1,使传感器数字显示为零。,使传感器数字显示为零。报警时有光无声或声音嘶哑报警时有光无声或声音嘶哑当传感器报警时出现有光无声或声音当传感器报警时出现有光无声或声音嘶哑现象时,首先应检查蜂鸣器的连嘶哑现象时,首先应检查蜂鸣器的连线有无断线线有无断线,如无断线则属蜂鸣器,如无断线则属蜂鸣器故障。处理方法:可先用橡胶等弹性故障。处理方法:可
10、先用橡胶等弹性物对蜂鸣器片予以衬垫以排除嘶哑现物对蜂鸣器片予以衬垫以排除嘶哑现象。如不行,则更换蜂鸣器片。象。如不行,则更换蜂鸣器片。报警时无声无光报警时无声无光 如传感器显示已达报警值但传感器仍无如传感器显示已达报警值但传感器仍无光无声,经检查确定报警灯连线无断线时,光无声,经检查确定报警灯连线无断线时,请检查传感器电路板上的集成器件请检查传感器电路板上的集成器件IC12IC12(CD4011CD4011)或晶体管)或晶体管N6N6(90139013),必要),必要时予以更换。时予以更换。传感器接受不到遥控信号传感器接受不到遥控信号 当出现传感器接受不到遥控信号现象时,当出现传感器接受不到遥
11、控信号现象时,首先应确认遥控器内的电池是否有电。如有首先应确认遥控器内的电池是否有电。如有电,则应及时将传感器带回地面,检查、更电,则应及时将传感器带回地面,检查、更换传感器线路板上数码管旁的(换传感器线路板上数码管旁的(SFHSFH)红外接)红外接收头。收头。小数码管显示的功能位数字乱跳小数码管显示的功能位数字乱跳且无法控制且无法控制 当传感器显示窗内的小数码管当传感器显示窗内的小数码管(功能位)出现数字乱跳且无法控制(功能位)出现数字乱跳且无法控制时,可更换传感器线路板上数码管旁时,可更换传感器线路板上数码管旁的(的(SFH)红外接收头。)红外接收头。传感器显示传感器显示“8.88”或其它
12、不明字符或其它不明字符 传感器在井下如显示传感器在井下如显示“8.88”等其等其它不明字符或反复显示它不明字符或反复显示“00.00”时,应时,应首先检查传感器与分站间的距离是否过首先检查传感器与分站间的距离是否过长。如传感器离分站过远,二者间铺设长。如传感器离分站过远,二者间铺设的电缆距离过长有可能造成上述故障。的电缆距离过长有可能造成上述故障。此时,只需适当缩短二者间的距离或在此时,只需适当缩短二者间的距离或在二者间增加分站即可使传感器恢复正常。二者间增加分站即可使传感器恢复正常。若出现上述故障时传感器的位置就在分若出现上述故障时传感器的位置就在分站附近,则需将传感器取下带回地面检站附近,
13、则需将传感器取下带回地面检修。修。第四节超声波漩涡式风速传感器 n n工作原理简述工作原理简述 在无限界流场中,垂直插入在无限界流场中,垂直插入一根无限长的非流线型阻一根无限长的非流线型阻力体(旋涡杆或称旋涡体)力体(旋涡杆或称旋涡体),当流经该非流线体的流,当流经该非流线体的流速(速(V V)大于某个值时,非)大于某个值时,非流线体的两边即产生两列流线体的两边即产生两列内旋,方向相反、交替出内旋,方向相反、交替出现的旋涡,旋涡的频率现的旋涡,旋涡的频率(f f)与风速成线性关系。)与风速成线性关系。这个现象被称为卡门涡街。这个现象被称为卡门涡街。只要测到旋涡的频率(只要测到旋涡的频率(f f
14、)即可得到所需的风速(即可得到所需的风速(V V)值。值。n n工作原理示意图工作原理示意图理理 论论 数数 学学 模模 型型风速V与旋涡频率f的线性关系式为:式中:n nf为旋涡频率n nd旋涡杆迎风面直径n nD为管道直径n nSr为斯特罗哈尔数(三角杆Sr0.16)旋涡频率旋涡频率旋涡频率旋涡频率 f f f f 的检测方法的检测方法的检测方法的检测方法安安 装装 和和 调调 校校 现现现现 场场场场 调调调调 校校校校n n1 1 1 1 精度调节精度调节精度调节精度调节:安装前应首先测量巷道平均风速,任选一点安装,传感器安装完毕后将安装前应首先测量巷道平均风速,任选一点安装,传感器安
15、装完毕后将航空插头接入传感器,通电航空插头接入传感器,通电30s30s后传感器有风速显示才能进行遥控调效,然后后传感器有风速显示才能进行遥控调效,然后遥控器对准传感器按选择键遥控器对准传感器按选择键,传感器第四位数码管显示为传感器第四位数码管显示为“2”,“2”,然后按遥控器然后按遥控器上下键使就地显示为平均风速即可。上下键使就地显示为平均风速即可。n n2 2 2 2 报警点调校报警点调校报警点调校报警点调校 遥控器对准传感器按选择键遥控器对准传感器按选择键,传感器第四位为传感器第四位为“3”,“3”,此时传感器数码管后此时传感器数码管后三位的显示值即为低风速报警点(风速低于该值报警);遥控
16、器对准传感器三位的显示值即为低风速报警点(风速低于该值报警);遥控器对准传感器按选择键按选择键,传感器第四位为传感器第四位为“4”,“4”,此时传感器数码管后三位的显示值即为高风此时传感器数码管后三位的显示值即为高风速报警点(风速高于该值报警)。再按动遥控器的速报警点(风速高于该值报警)。再按动遥控器的“上上”“”“下下”键把低、高键把低、高报警点调到需要的值。报警点调到需要的值。n n3 3 3 3 显示与输出调节显示与输出调节显示与输出调节显示与输出调节:遥控器对准传感器按选择键遥控器对准传感器按选择键,传感器第四位为传感器第四位为“5”,“5”,传感器后三位数码管传感器后三位数码管显示为
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