第31節(jié) 瓦斯傳感器

1、 重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握 （1 1）甲烷檢測(cè)方法）甲烷檢測(cè)方法 （2 2）催化燃燒式、熱導(dǎo)法傳感器工作原）催化燃燒式、熱導(dǎo)法傳感器工作原理理 3 礦用傳感器簡(jiǎn)介礦用傳感器簡(jiǎn)介 采掘機(jī)械化方面采掘機(jī)械化方面 隨著綜采機(jī)械化的發(fā)展，目前綜采程度已達(dá)隨著綜采機(jī)械化的發(fā)展，目前綜采程度已達(dá)43%43%以上，電牽引采煤面已投入使用。綜采設(shè)備以上，電牽引采煤面已投入使用。綜采設(shè)備電氣控制與檢測(cè)較普遍采用電壓、電流檢測(cè)。少電氣控制與檢測(cè)較普遍采用電壓、電流檢測(cè)。少數(shù)數(shù)采煤機(jī)采煤機(jī)具備速度、功率、油溫的傳感器及其檢具備速度、功率、油溫的傳感器及其檢側(cè)器。側(cè)器。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 礦山固定設(shè)備方面礦山固定設(shè)

2、備方面 提升安全運(yùn)行，以微機(jī)為核心的提升機(jī)后備保護(hù)提升安全運(yùn)行，以微機(jī)為核心的提升機(jī)后備保護(hù)裝置的開(kāi)發(fā)得到迅速發(fā)展，提升機(jī)控制使用了行程位裝置的開(kāi)發(fā)得到迅速發(fā)展，提升機(jī)控制使用了行程位置傳感器、提升機(jī)深度指示器、提升機(jī)過(guò)卷保護(hù)器、置傳感器、提升機(jī)深度指示器、提升機(jī)過(guò)卷保護(hù)器、電壓、電流變送器、功率變送器、防爆磁性開(kāi)關(guān)等。電壓、電流變送器、功率變送器、防爆磁性開(kāi)關(guān)等。 風(fēng)機(jī)、水泵微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系風(fēng)機(jī)、水泵微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已投入使用。統(tǒng)已投入使用。 目前使用的傳感器有目前使用的傳感器有: :電壓、電流功率變送器、負(fù)電壓、電流功率變送器、負(fù)壓、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、水泵效率檢

3、測(cè)、水倉(cāng)水位、壓力、壓、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、水泵效率檢測(cè)、水倉(cāng)水位、壓力、二級(jí)排氣溫度定點(diǎn)式、風(fēng)包定點(diǎn)、軸承定點(diǎn)式溫度、二級(jí)排氣溫度定點(diǎn)式、風(fēng)包定點(diǎn)、軸承定點(diǎn)式溫度、自動(dòng)風(fēng)門傳感器等。自動(dòng)風(fēng)門傳感器等。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 煤礦電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方面煤礦電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)方面 目前使用的傳感器有目前使用的傳感器有: :電壓、電流變送器、有功功電壓、電流變送器、有功功率變送器、功率因數(shù)傳感器。率變送器、功率因數(shù)傳感器。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 礦井環(huán)境、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)方面礦井環(huán)境、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)方面 傳感器是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化必不可少的傳感器是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化必不可少的

4、部份。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器齊全程度及系列產(chǎn)品已部份。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器齊全程度及系列產(chǎn)品已具備相當(dāng)水平，井下機(jī)電設(shè)備開(kāi)具備相當(dāng)水平，井下機(jī)電設(shè)備開(kāi)/ /停檢測(cè)，由稱重傳感停檢測(cè)，由稱重傳感器、測(cè)速傳感器等組成的礦用微機(jī)皮帶秤，監(jiān)測(cè)料倉(cāng)器、測(cè)速傳感器等組成的礦用微機(jī)皮帶秤，監(jiān)測(cè)料倉(cāng)料位的超聲波料位計(jì)，本安電容液位計(jì)，使用于機(jī)電料位的超聲波料位計(jì)，本安電容液位計(jì)，使用于機(jī)電設(shè)備外殼溫度檢測(cè)的溫度傳感器、環(huán)境溫度、高低濃設(shè)備外殼溫度檢測(cè)的溫度傳感器、環(huán)境溫度、高低濃度瓦斯、水壓、超聲風(fēng)速、供電狀態(tài)、饋電開(kāi)關(guān)、超度瓦斯、水壓、超聲風(fēng)速、供電狀態(tài)、饋電開(kāi)關(guān)、超聲計(jì)數(shù)、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、負(fù)壓、煙

5、霧、聲計(jì)數(shù)、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、負(fù)壓、煙霧、風(fēng)門開(kāi)關(guān)等幾十種傳感器。風(fēng)門開(kāi)關(guān)等幾十種傳感器。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 礦并運(yùn)輸自動(dòng)化方面礦并運(yùn)輸自動(dòng)化方面 我國(guó)井下主煤運(yùn)輸還是以軌道運(yùn)輸為主，礦用電機(jī)我國(guó)井下主煤運(yùn)輸還是以軌道運(yùn)輸為主，礦用電機(jī)車行車安全檢測(cè)裝置中使用了速度、里程累計(jì)、電池容車行車安全檢測(cè)裝置中使用了速度、里程累計(jì)、電池容量、電池電壓、超速報(bào)警、架線電壓監(jiān)測(cè)等傳感器。量、電池電壓、超速報(bào)警、架線電壓監(jiān)測(cè)等傳感器。 8080年代以后，隨著工作面產(chǎn)量日益增加，在一些大年代以后，隨著工作面產(chǎn)量日益增加，在一些大中型礦井中主煤運(yùn)輸逐步被膠帶輸送機(jī)所代替，備有打中型礦井中主煤運(yùn)

6、輸逐步被膠帶輸送機(jī)所代替，備有打滑、跑偏、斷帶、縱撕、物料探測(cè)、堆煤、煙霧、溫度滑、跑偏、斷帶、縱撕、物料探測(cè)、堆煤、煙霧、溫度( (軸承、環(huán)境軸承、環(huán)境) )、速度、防塵灑水、滅火灑水等門類齊全、速度、防塵灑水、滅火灑水等門類齊全的保護(hù)裝置，真空開(kāi)關(guān)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、沿線緊急閉鎖保的保護(hù)裝置，真空開(kāi)關(guān)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、沿線緊急閉鎖保護(hù)、電機(jī)電流檢測(cè)等功能，選配有超聲料位計(jì)、電子膠護(hù)、電機(jī)電流檢測(cè)等功能，選配有超聲料位計(jì)、電子膠帶秤或核子膠帶秤等設(shè)備，并有多種故障保護(hù)功能。每帶秤或核子膠帶秤等設(shè)備，并有多種故障保護(hù)功能。每種傳感器都有相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量或模擬量輸出，使系統(tǒng)功能種傳感器都有相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量或模擬量

7、輸出，使系統(tǒng)功能更加完善。更加完善。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 舉例舉例 采煤機(jī)機(jī)組位置檢測(cè)傳感器，采用微機(jī)芯片后，不僅可采煤機(jī)機(jī)組位置檢測(cè)傳感器，采用微機(jī)芯片后，不僅可檢測(cè)機(jī)組位置，還可顯示走行方向、走行速度、每班的檢測(cè)機(jī)組位置，還可顯示走行方向、走行速度、每班的割煤量等；割煤量等； 膠帶電子秤除單一顯示累計(jì)運(yùn)輸量外，還可顯示瞬時(shí)運(yùn)膠帶電子秤除單一顯示累計(jì)運(yùn)輸量外，還可顯示瞬時(shí)運(yùn)量、最大運(yùn)量、平均運(yùn)量，自動(dòng)校正自重減少計(jì)量誤差；量、最大運(yùn)量、平均運(yùn)量，自動(dòng)校正自重減少計(jì)量誤差； 煤倉(cāng)超聲波料位計(jì)增加，排除干擾信號(hào)、進(jìn)行各種參煤倉(cāng)超聲波料位計(jì)增加，排除干擾信號(hào)、

8、進(jìn)行各種參數(shù)的修正，并可自動(dòng)報(bào)警，一臺(tái)主機(jī)可帶多個(gè)探頭等數(shù)的修正，并可自動(dòng)報(bào)警，一臺(tái)主機(jī)可帶多個(gè)探頭等功能；功能； 提升機(jī)的行程位置傳感器不但顯示箕斗的位置，還可提升機(jī)的行程位置傳感器不但顯示箕斗的位置，還可計(jì)算出箕斗的運(yùn)行速度，根據(jù)給定的速度運(yùn)行圖，自計(jì)算出箕斗的運(yùn)行速度，根據(jù)給定的速度運(yùn)行圖，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度以達(dá)到縮短運(yùn)行周期，提高運(yùn)量并能動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度以達(dá)到縮短運(yùn)行周期，提高運(yùn)量并能自動(dòng)運(yùn)行準(zhǔn)確停車的效果。自動(dòng)運(yùn)行準(zhǔn)確停車的效果。 電參數(shù)智能化傳感器不僅可測(cè)出電流、電壓、有功功電參數(shù)智能化傳感器不僅可測(cè)出電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率，還可提供短路、過(guò)載，斷相以及相位率、無(wú)功功率，還可提

9、供短路、過(guò)載，斷相以及相位保護(hù)等；即使是一臺(tái)簡(jiǎn)單的速度傳感器，智能化后便保護(hù)等；即使是一臺(tái)簡(jiǎn)單的速度傳感器，智能化后便可測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期、累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)并且大大擴(kuò)展了測(cè)量范圍?？蓽y(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期、累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)并且大大擴(kuò)展了測(cè)量范圍。 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 礦用傳感器應(yīng)提供新品、產(chǎn)品系列化、高功能、智能化礦用傳感器應(yīng)提供新品、產(chǎn)品系列化、高功能、智能化等來(lái)滿足發(fā)展的需要，與煤礦重要的機(jī)電設(shè)備有機(jī)結(jié)合等來(lái)滿足發(fā)展的需要，與煤礦重要的機(jī)電設(shè)備有機(jī)結(jié)合形成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。形成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。 例如：例如： 采煤機(jī)，配雙向傾抖度、煤巖分界、油量、油壓、油采煤機(jī)，配雙向傾抖度、煤巖分界、油量、油壓、

10、油溫、軸承溫度、電流、電壓、振動(dòng)等，并與微機(jī)組成健溫、軸承溫度、電流、電壓、振動(dòng)等，并與微機(jī)組成健康檢測(cè)及故障診斷使采煤機(jī)更新?lián)Q代。同樣對(duì)液壓支架、康檢測(cè)及故障診斷使采煤機(jī)更新?lián)Q代。同樣對(duì)液壓支架、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使工作面順槽控制得以實(shí)運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使工作面順槽控制得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)。 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 機(jī)器人開(kāi)發(fā)機(jī)器人開(kāi)發(fā) 煤炭工業(yè)是多種技術(shù)綜合應(yīng)用的行業(yè)，工種多且作業(yè)煤炭工業(yè)是多種技術(shù)綜合應(yīng)用的行業(yè)，工種多且作業(yè)復(fù)雜，可供選擇機(jī)器人作為開(kāi)發(fā)的目標(biāo)產(chǎn)品，其選擇范復(fù)雜，可供選擇機(jī)器人作為開(kāi)發(fā)的目標(biāo)產(chǎn)品，其選擇范圍寬，自由度大，如掘進(jìn)、采煤、鑿巖、支護(hù)噴漿、水圍寬，自

11、由度大，如掘進(jìn)、采煤、鑿巖、支護(hù)噴漿、水采、消防、救災(zāi)等機(jī)器人。采、消防、救災(zāi)等機(jī)器人。 機(jī)器人開(kāi)發(fā)特點(diǎn)不表現(xiàn)在機(jī)械本身，而主要是完善機(jī)器人開(kāi)發(fā)特點(diǎn)不表現(xiàn)在機(jī)械本身，而主要是完善的傳感器及完整的軟硬件，實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人采煤要研制在的傳感器及完整的軟硬件，實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人采煤要研制在規(guī)律和不穩(wěn)定煤層中制導(dǎo)機(jī)器的傳感器。規(guī)律和不穩(wěn)定煤層中制導(dǎo)機(jī)器的傳感器。 機(jī)器人內(nèi)部傳感器是用于檢測(cè)對(duì)象和作業(yè)環(huán)境，需機(jī)器人內(nèi)部傳感器是用于檢測(cè)對(duì)象和作業(yè)環(huán)境，需要使用各門類各品種傳感器、如加速度、速度、線位移、要使用各門類各品種傳感器、如加速度、速度、線位移、角位移等內(nèi)部傳感器，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等非接觸外部傳感器，角位移等內(nèi)部傳

12、感器，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等非接觸外部傳感器，接觸、壓覺(jué)、滑覺(jué)、硬覺(jué)等接觸外部傳感器。接觸、壓覺(jué)、滑覺(jué)、硬覺(jué)等接觸外部傳感器。 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 總的途徑和趨勢(shì)總的途徑和趨勢(shì): :高精度、微型化、集成化、數(shù)高精度、微型化、集成化、數(shù)字化、智能化字化、智能化。高精度高精度 為了提高煤礦環(huán)境的測(cè)控精度，必須使傳感器的精度盡為了提高煤礦環(huán)境的測(cè)控精度，必須使傳感器的精度盡可能地高，例可能地高，例如如COCO傳感器，希望測(cè)試精度能優(yōu)于傳感器，希望測(cè)試精度能優(yōu)于l l，風(fēng)，風(fēng)速傳感器的精度要求優(yōu)于速傳感器的精度要求優(yōu)于2 2。 微型化微型化 微型化傳感器主要由硅材料構(gòu)成微型化傳感器主要由硅材料構(gòu)成,

13、, 具有體積小、重量輕、具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。其核心技術(shù)是研究微反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。其核心技術(shù)是研究微電子和微機(jī)械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合電子和微機(jī)械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合, , 期望能夠由此而期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強(qiáng)大的新型系統(tǒng)。它對(duì)于經(jīng)常變換作制造出體積小巧但功能強(qiáng)大的新型系統(tǒng)。它對(duì)于經(jīng)常變換作業(yè)場(chǎng)所的煤炭企業(yè)，易于搬遷、移動(dòng)，更具特殊意義。業(yè)場(chǎng)所的煤炭企業(yè)，易于搬遷、移動(dòng)，更具特殊意義。礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 集成化集成化 兩個(gè)含義：第一是將傳感器與放大器、檢測(cè)電路等集兩個(gè)含義：第一是將傳感器與放大器、檢測(cè)電路等集成在同一

14、芯片上成在同一芯片上 既減小體積，又增加抗干擾能力。第二既減小體積，又增加抗干擾能力。第二是將同一類傳感器集成在同一芯片上構(gòu)成多功能傳感器，是將同一類傳感器集成在同一芯片上構(gòu)成多功能傳感器，它可以同時(shí)測(cè)量煤壁、頂?shù)装宓缺砻鏍顩r。它可以同時(shí)測(cè)量煤壁、頂?shù)装宓缺砻鏍顩r。 數(shù)字化數(shù)字化 數(shù)字化對(duì)數(shù)字式傳感器的研究是很重要的，它可以使數(shù)字化對(duì)數(shù)字式傳感器的研究是很重要的，它可以使傳感器直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)。傳感器直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)。礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 智能化智能化 定義：指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處定義：指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論

15、判斷理和信息存儲(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。的傳感器系統(tǒng)。 這一類傳感器就相當(dāng)于是這一類傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合體微型機(jī)與傳感器的綜合體一一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器，主傳感器為型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器，主傳感器為壓力傳感器，用來(lái)探測(cè)壓力參數(shù)，輔助傳感器通常為壓力傳感器，用來(lái)探測(cè)壓力參數(shù)，輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。 采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化

16、而導(dǎo)致的測(cè)量誤差，硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯幕鴮?dǎo)致的測(cè)量誤差，硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘?hào)進(jìn)行放大、處理和存儲(chǔ)外，還執(zhí)行與計(jì)算弱輸出信號(hào)進(jìn)行放大、處理和存儲(chǔ)外，還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 熱導(dǎo)法熱導(dǎo)法 光干涉法光干涉法（重點(diǎn)掌握）（重點(diǎn)掌握） 紅外光譜系數(shù)法紅外光譜系數(shù)法 超聲波測(cè)量法超聲波測(cè)量法 氣敏半導(dǎo)體法氣敏半導(dǎo)體法 熱載體催化元件熱載體催化元件（重點(diǎn)掌握）（重點(diǎn)掌握）檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法 原理原理 熱導(dǎo)率是組成混合氣體的成分及各成分所占百分比的熱導(dǎo)率是組成混合氣體的成分及各成分所占百分比的函數(shù)。因此，測(cè)出氣體的

17、熱導(dǎo)率就可以確定混合氣體的函數(shù)。因此，測(cè)出氣體的熱導(dǎo)率就可以確定混合氣體的成分。按此原理就可測(cè)量井下氣體中成分。按此原理就可測(cè)量井下氣體中CHCH4 4的含量。的含量。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法熱導(dǎo)法熱導(dǎo)法 缺點(diǎn)缺點(diǎn) （1 1）待測(cè)氣體的熱導(dǎo)率與空氣的熱導(dǎo)率相差越遠(yuǎn)，）待測(cè)氣體的熱導(dǎo)率與空氣的熱導(dǎo)率相差越遠(yuǎn)，得到的信號(hào)就越強(qiáng)。得到的信號(hào)就越強(qiáng)。 瓦斯的熱導(dǎo)率近似為空氣熱導(dǎo)率的瓦斯的熱導(dǎo)率近似為空氣熱導(dǎo)率的1.31.3倍，兩者懸倍，兩者懸殊不大，因此用熱導(dǎo)法測(cè)量低濃度瓦斯，傳感器輸出殊不大，因此用熱導(dǎo)法測(cè)量低濃度瓦斯，傳感器輸出的信號(hào)很小，測(cè)量誤差相應(yīng)增加。的信號(hào)很小，測(cè)量誤差相應(yīng)增加

18、。 （2 2）熱導(dǎo)儀器的零點(diǎn)漂移嚴(yán)重，也不適宜測(cè)量低）熱導(dǎo)儀器的零點(diǎn)漂移嚴(yán)重，也不適宜測(cè)量低濃度瓦斯。濃度瓦斯。 一般情況下，熱導(dǎo)儀器常與載體催化型儀器配套一般情況下，熱導(dǎo)儀器常與載體催化型儀器配套使用，用來(lái)測(cè)量使用，用來(lái)測(cè)量% %100% CH100% CH4 4的高濃度瓦斯。的高濃度瓦斯。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法熱導(dǎo)法熱導(dǎo)法 原理原理 利用瓦斯與空氣利用瓦斯與空氣對(duì)光線的折射率不對(duì)光線的折射率不同而制成。同而制成。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 由由光源光源1 1發(fā)出的光，發(fā)出的光，經(jīng)經(jīng)聚光鏡聚光鏡2 2和和狹縫狹縫3 3到達(dá)到達(dá)平面鏡平面鏡4 4，并經(jīng)其

19、反射，并經(jīng)其反射與折射形成兩束光，分與折射形成兩束光，分別通過(guò)空氣室別通過(guò)空氣室5 5和甲烷和甲烷室室6 6，再經(jīng)折射棱鏡，再經(jīng)折射棱鏡7 7折折射后，兩束光經(jīng)平面鏡射后，兩束光經(jīng)平面鏡4 4反射，一同進(jìn)入反射反射，一同進(jìn)入反射棱鏡棱鏡8 8，再反射給望遠(yuǎn)，再反射給望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)鏡系統(tǒng)9 9。在物鏡的焦。在物鏡的焦平面上產(chǎn)生干涉條紋。平面上產(chǎn)生干涉條紋。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 工作原理：工作原理：當(dāng)甲烷室與空氣室同時(shí)充入空氣時(shí)，兩束當(dāng)甲烷室與空氣室同時(shí)充入空氣時(shí)，兩束光所經(jīng)過(guò)的光程相同，則干涉條紋不產(chǎn)生移動(dòng)。如改光所經(jīng)過(guò)的光程相同，則干涉條紋不產(chǎn)生移動(dòng)。如改變?cè)诩淄槭?/p>

20、中的氣體成分、溫度或壓力，則因折射率變?cè)诩淄槭抑械臍怏w成分、溫度或壓力，則因折射率改變，光程也隨之改變，干涉條紋便會(huì)發(fā)生移動(dòng)。改變，光程也隨之改變，干涉條紋便會(huì)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)當(dāng)兩室溫度和壓力相等時(shí)，干涉條紋的移動(dòng)量與甲烷濃兩室溫度和壓力相等時(shí)，干涉條紋的移動(dòng)量與甲烷濃度成正比。測(cè)量這個(gè)移動(dòng)量，便可測(cè)定空氣中的甲烷度成正比。測(cè)量這個(gè)移動(dòng)量，便可測(cè)定空氣中的甲烷含量。含量。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 安全可靠、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍廣（安全可靠、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍廣（0 010%10%或或0 0100%100%），成為我國(guó)礦井安全檢查員必備的儀器之一。），成為我國(guó)礦井

21、安全檢查員必備的儀器之一。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 很難把光干涉信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，無(wú)法與監(jiān)很難把光干涉信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，無(wú)法與監(jiān)控系統(tǒng)連續(xù)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，只能用于個(gè)人攜帶；控系統(tǒng)連續(xù)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，只能用于個(gè)人攜帶； 當(dāng)待測(cè)氣體中其他成分氣體的百分比變化時(shí)，光干當(dāng)待測(cè)氣體中其他成分氣體的百分比變化時(shí)，光干涉條紋位置也會(huì)變化，形成較大的測(cè)量誤差。涉條紋位置也會(huì)變化，形成較大的測(cè)量誤差。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 原理原理 每種氣體對(duì)紅外區(qū)域每種氣體對(duì)紅外區(qū)域的光波都有一個(gè)或多個(gè)吸的光波都有一個(gè)或多個(gè)吸收譜線，甲烷的吸收譜線收譜線，甲烷的吸收譜線是是3.393.39m m，用氦氖激光，

22、用氦氖激光器可以獲得穩(wěn)定的器可以獲得穩(wěn)定的3.393.39紅外激光。當(dāng)激光穿過(guò)瓦紅外激光。當(dāng)激光穿過(guò)瓦斯氣體時(shí)，將被瓦斯吸收，斯氣體時(shí)，將被瓦斯吸收，使光強(qiáng)度減弱，根據(jù)光強(qiáng)使光強(qiáng)度減弱，根據(jù)光強(qiáng)度的變化情況就可反映出度的變化情況就可反映出瓦斯含量。瓦斯含量。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法紅外光譜系數(shù)法紅外光譜系數(shù)法 GJG40H GJG40H（A A）型紅外甲烷傳感器）型紅外甲烷傳感器 原理原理 每種氣體對(duì)紅外區(qū)域的光波都有一個(gè)或多個(gè)吸收譜每種氣體對(duì)紅外區(qū)域的光波都有一個(gè)或多個(gè)吸收譜線，甲烷的吸收譜線是線，甲烷的吸收譜線是3.393.39m m，用氦氖激光器可以獲得，用氦氖激光器可以獲得

23、穩(wěn)定的穩(wěn)定的3.393.39紅外激光。當(dāng)激光穿過(guò)瓦斯氣體時(shí)，將被紅外激光。當(dāng)激光穿過(guò)瓦斯氣體時(shí)，將被瓦斯吸收，使光強(qiáng)度減弱，根據(jù)光強(qiáng)度的變化情況就可瓦斯吸收，使光強(qiáng)度減弱，根據(jù)光強(qiáng)度的變化情況就可反映出瓦斯含量。反映出瓦斯含量。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 激光瓦斯測(cè)量?jī)x器有很高的靈敏度和選擇性，受氣體激光瓦斯測(cè)量?jī)x器有很高的靈敏度和選擇性，受氣體中其他氣體成分變化的影響小，測(cè)量的準(zhǔn)確度高。中其他氣體成分變化的影響小，測(cè)量的準(zhǔn)確度高。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 只適用于實(shí)驗(yàn)室使用。因?yàn)榧す夤茈妷汉芨撸O(shè)備復(fù)只適用于實(shí)驗(yàn)室使用。因?yàn)榧す夤茈妷汉芨撸O(shè)備復(fù)雜，在井下使用有一定的困難。雜，在井下使用有一定的困難。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢

24、測(cè)瓦斯含量的方法紅外光譜系數(shù)法紅外光譜系數(shù)法 原理原理 根據(jù)超聲波在不同氣體中傳播的速度不同的原理制成。根據(jù)超聲波在不同氣體中傳播的速度不同的原理制成。 在常溫常壓下，聲波在氣體中傳播的速度為在常溫常壓下，聲波在氣體中傳播的速度為mkv1 標(biāo)準(zhǔn)氣體的分子量是標(biāo)準(zhǔn)氣體的分子量是2929，CHCH4 4的分子量是的分子量是1616，根據(jù)超聲，根據(jù)超聲波穿過(guò)氣樣后速度的變化就可測(cè)出氣樣中瓦斯的含量。波穿過(guò)氣樣后速度的變化就可測(cè)出氣樣中瓦斯的含量。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法超聲波測(cè)量法超聲波測(cè)量法K K是常數(shù)；是常數(shù)；M M是氣體的分子量是氣體的分子量 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 對(duì)低濃度瓦斯不靈敏。對(duì)低濃度

25、瓦斯不靈敏。 因此，這類儀器主要在瓦斯抽放管道或高濃度瓦斯檢因此，這類儀器主要在瓦斯抽放管道或高濃度瓦斯檢測(cè)中使用。測(cè)中使用。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法超聲波測(cè)量法超聲波測(cè)量法 原理原理 某些金屬氧化物（如某些金屬氧化物（如SiOSiO2 2及及ZnOZnO等）在等）在600600左右的溫左右的溫度下，吸附不同的氣體后電阻發(fā)生變化，利用這一原理度下，吸附不同的氣體后電阻發(fā)生變化，利用這一原理可實(shí)現(xiàn)瓦斯?jié)舛鹊臏y(cè)量。可實(shí)現(xiàn)瓦斯?jié)舛鹊臏y(cè)量。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 制造簡(jiǎn)單，使用方便制造簡(jiǎn)單，使用方便 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 元件的穩(wěn)定性和選擇性差，對(duì)氣體的分辨力弱。元件的穩(wěn)定性和選擇性差，對(duì)氣體的分辨力弱。檢測(cè)瓦斯

26、含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法氣敏半導(dǎo)體氣敏半導(dǎo)體 原理原理 元件內(nèi)部以鉑絲為核心，外部以氧化鋁為載體，載體元件內(nèi)部以鉑絲為核心，外部以氧化鋁為載體，載體上涂有催化劑，當(dāng)鉑絲通過(guò)一定的電流且元件處于含有上涂有催化劑，當(dāng)鉑絲通過(guò)一定的電流且元件處于含有瓦斯的氣體中時(shí)，表面會(huì)產(chǎn)生無(wú)焰燃燒，使鉑絲因溫度瓦斯的氣體中時(shí)，表面會(huì)產(chǎn)生無(wú)焰燃燒，使鉑絲因溫度升高而增加，實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的檢測(cè)。升高而增加，實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的檢測(cè)。 目前，低濃度甲烷傳感器均采用這種方法。目前，低濃度甲烷傳感器均采用這種方法。檢測(cè)瓦斯含量的方法檢測(cè)瓦斯含量的方法熱載體催化元件熱載體催化元件 幾個(gè)概念幾個(gè)概念 白元件：因氧化鋁呈白色，習(xí)慣上稱為白元件；白元件：因氧化鋁呈白色，習(xí)慣上稱為白元件； 黑元件：載體上涂以由活性組分鈀、鉑配制而成的催化黑元件：載體上涂以由活性組分鈀、鉑配制而成的催化劑，由于催化劑呈棕黑色，習(xí)慣上稱之為黑元件。劑，由于催化劑呈棕黑色，習(xí)慣上稱之為黑元件。 沒(méi)有涂催化劑的元件稱之為補(bǔ)償元件或載體元件。沒(méi)有涂催化劑