煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡

1、煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡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 主機 數(shù)據(jù)處理器 文件處理器 電視墻 主主 站站 打印機打印機 分分 站站 分分 站站 電源 電源 執(zhí)行機構(gòu) 模擬量傳感器 開關(guān)量傳感器 執(zhí)行機構(gòu) 模擬量傳感器 開關(guān)量傳感器 UPS 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡2 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)組成 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡3 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡4 第二節(jié)第二節(jié) 甲烷傳感器甲烷傳感器 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡5 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、比較報警電路、 超限保護電

2、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 焰燃燒，放出熱量，使傳感元件升溫，進而使傳感 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 測量傳感元件阻值變化就可測出甲烷氣體的濃度。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡6 線電橋典型電路 USC R1 R3 R2 R4 R1*R2=R3*R4 若: R1 則: R1*R2R3*R4 電橋平衡破壞 USC有輸出 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡7 將R1用鉑金絲按一定的幾何參數(shù)繞制的螺旋

3、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)過處理的元件接 在電橋的橋臂上，而其他橋臂電阻匹配適當，滿足電 橋平衡的狀態(tài)。 當一定的工作電流通過R1時，其表面即被加熱到 一定的溫度，而這時，當含有瓦斯氣體接觸到R1表面 時，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)測量電橋的輸出電壓值的大小測算出 瓦斯的數(shù)值。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡8 CH4+2O2=CO2+2H2O+H CHCH4 4R1R1表面溫度 表面溫度R1 R1阻值 阻值 電

4、橋平衡破壞電橋平衡破壞 R1R1* *R2R3R2R3* *R4R4 USCUSC電信號 電信號CH CH4 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是作為橋路補償元件，其表面 未涂催化劑，故呈白色稱之為白元件。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡9 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡10 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；一路一路進入比 較報警電路，若示值大于預約值觸發(fā)報警電路發(fā)出 警報；一路一路進入U/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)有超限保護電路，免遭高濃度瓦

5、斯 對傳感器造成傷害。 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 電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成低頻脈沖信號。U/F變換電路 的輸出低頻脈沖信號的個數(shù)與其輸入電壓（電流） 的 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡11 高低成正比關(guān)系。即輸入電壓越高則輸出的低脈沖信 號個數(shù)越多。將與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的電信號，再 次轉(zhuǎn)換成與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系的低頻脈沖信號，其 個數(shù)與瓦斯?jié)舛瘸烧汝P(guān)系。 二、使用注意事項二、使用注意事項： 1）本儀器應(yīng)固定專人使用維護，嚴格按使用說明書 進行操作。非專 職人員禁止使用、拆開儀器和旋動電 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，

6、對每臺儀器 的使用、故障等情況逐一記錄備案。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡12 4）對儀器的零點、測試精度和報警點要定期調(diào)校。 應(yīng)及時擦拭、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,需成對更換。 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)備時要慎重。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡13 電橋典型電路電橋典型電路 USC R2 R3 R4 USR R1 r1 r1- 精度電位器 r0 r0- 調(diào)零電位器 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡14 開關(guān)量開關(guān)量 1 1）、風門開）、風門開/ /閉傳感器閉傳感器： 是一種磁性驅(qū)動的接近開關(guān)，由干簧開關(guān)組件與磁性 體組件兩部分組成。干簧

7、開關(guān)組件貼近磁體后，干簧 開關(guān)組件內(nèi)的觸頭閉合，遠離后干簧開關(guān)組件觸頭在 自身的張力下自動打開。使用中應(yīng)將磁體安裝在風門 的門扇上，干簧開關(guān)組件安裝在風門的門框上。 磁 鋼 干簧管 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡15 2 2）、設(shè)備開停傳感器）、設(shè)備開停傳感器： 利用測定磁場的方式，間接地測定設(shè)備的工作 狀態(tài)。通電后的導體周圍必定產(chǎn)生磁場，測出電纜 周圍有無磁場存在，就檢測電纜內(nèi)有無電流通過， 即可鑒別設(shè)備的開/停狀態(tài)。利用傳感頭中的檢測線 圈，測得磁感應(yīng)信號，經(jīng)放大、檢波、信號變換及 信號輸出等環(huán)節(jié)，將設(shè)備的開/停信息傳到井下分站。 適用于工作電流為10A以上設(shè)備。 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡16

8、電纜 傳感器 電纜芯線 傳感器 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡17 3)3)風筒風量傳感器風筒風量傳感器: : 風筒風量傳感器主要用于監(jiān)測風筒中的風量。 當局部通風機停止運轉(zhuǎn)或風筒漏風造成風筒出口風 量不足時傳感器接點打開，通過甲烷風電閉鎖裝置， 自動切斷局扇供風的工作面一切非本質(zhì)安全電源。 風筒風筒 彈簧彈簧 輸出接點輸出接點 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡18 3)3)風筒風量傳感器風筒風量傳感器: : 風筒風量傳感器主要用于監(jiān)測風筒中的風量。 當局部通風機停止運轉(zhuǎn)或風筒漏風造成風筒出口風 量不足時傳感器接點打開，通過甲烷風電閉鎖裝置， 自動切斷局扇供風的工作面一切非本質(zhì)安全電源。 風筒風筒 彈簧彈簧

9、 輸出接點輸出接點 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡19 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 比較報警電路比較報警電路 U/I U/F變換電路變換電路 測量電橋電路測量電橋電路 超限保護電路超限保護電路 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 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡20 4) 傳感器等質(zhì)量不過關(guān)傳感器等質(zhì)量不過關(guān) 與監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配接的甲烷傳感器已成為礦井 瓦斯綜合治理和災害預測的關(guān)鍵技術(shù)裝備，并越來 越受到使用單位和研究人員的普遍重視。 據(jù)統(tǒng)計，國產(chǎn)安全檢測用甲烷傳感器幾乎全部 采用載體催化元件，然而，長期以來我國載體催化 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，嚴重制約著礦井瓦斯的正常檢測，與 國外同類傳感器比較差距較大。主要問題是： 煤礦綜合安全監(jiān)督迭系統(tǒng)簡21 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。反復作用的結(jié)果造成零