第31節(jié) 瓦斯傳感器

1、 重點掌握重點掌握 （1 1）甲烷檢測方法）甲烷檢測方法 （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 礦用傳感器簡介礦用傳感器簡介 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)備電氣控制與檢測較普遍采用電壓、電流檢測。少電氣控制與檢測較普遍采用電壓、電流檢測。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 提升安全運行，以微機(jī)為核心的提升機(jī)后備保護(hù)提升安全運行，以微機(jī)為核心的提升機(jī)后備保護(hù)裝置的開發(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)過卷保護(hù)器、置傳感器、提升機(jī)深度指示器、提升機(jī)過卷保護(hù)器、電壓、電流變送器、功率變送器、防爆磁性開關(guān)等。電壓、電流變送器、功率變送器、防爆磁性開關(guān)等。 風(fēng)機(jī)、水泵微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)和壓風(fēng)機(jī)自動化監(jiān)測系風(fēng)機(jī)、水泵微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)和壓風(fēng)機(jī)自動化監(jiān)測系統(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、水倉水位、壓力、壓、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、水泵效率檢測、水倉水位、壓力、二級排氣溫度定點式、風(fēng)包定點、軸承定點式溫度、二級排氣溫度定點式、風(fēng)包定點、軸承定點式溫度、自動風(fēng)門傳感器等。自動風(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、監(jiān)控系統(tǒng)方面礦井環(huán)境、生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)方面 傳感器是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備自動化必不可少的傳感器是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)設(shè)備自動化必不可少的

4、部份。監(jiān)測監(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)備開具備相當(dāng)水平，井下機(jī)電設(shè)備開/ /停檢測，由稱重傳感停檢測，由稱重傳感器、測速傳感器等組成的礦用微機(jī)皮帶秤，監(jiān)測料倉器、測速傳感器等組成的礦用微機(jī)皮帶秤，監(jiān)測料倉料位的超聲波料位計，本安電容液位計，使用于機(jī)電料位的超聲波料位計，本安電容液位計，使用于機(jī)電設(shè)備外殼溫度檢測的溫度傳感器、環(huán)境溫度、高低濃設(shè)備外殼溫度檢測的溫度傳感器、環(huán)境溫度、高低濃度瓦斯、水壓、超聲風(fēng)速、供電狀態(tài)、饋電開關(guān)、超度瓦斯、水壓、超聲風(fēng)速、供電狀態(tài)、饋電開關(guān)、超聲計數(shù)、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、負(fù)壓、煙

5、霧、聲計數(shù)、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、負(fù)壓、煙霧、風(fēng)門開關(guān)等幾十種傳感器。風(fēng)門開關(guān)等幾十種傳感器。礦用傳感器現(xiàn)狀礦用傳感器現(xiàn)狀 礦并運輸自動化方面礦并運輸自動化方面 我國井下主煤運輸還是以軌道運輸為主，礦用電機(jī)我國井下主煤運輸還是以軌道運輸為主，礦用電機(jī)車行車安全檢測裝置中使用了速度、里程累計、電池容車行車安全檢測裝置中使用了速度、里程累計、電池容量、電池電壓、超速報警、架線電壓監(jiān)測等傳感器。量、電池電壓、超速報警、架線電壓監(jiān)測等傳感器。 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輸逐步被膠帶輸送機(jī)所代替，備有打中型礦井中主煤運

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、堆煤、煙霧、溫度滑、跑偏、斷帶、縱撕、物料探測、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，真空開關(guān)過流過壓保護(hù)、沿線緊急閉鎖保的保護(hù)裝置，真空開關(guān)過流過壓保護(hù)、沿線緊急閉鎖保護(hù)、電機(jī)電流檢測等功能，選配有超聲料位計、電子膠護(hù)、電機(jī)電流檢測等功能，選配有超聲料位計、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)組位置檢測傳感器，采用微機(jī)芯片后，不僅可檢測機(jī)組位置，還可顯示走行方向、走行速度、每班的檢測機(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運輸量外，還可顯示瞬時運膠帶電子秤除單一顯示累計運輸量外，還可顯示瞬時運量、最大運量、平均運量，自動校正自重減少計量誤差；量、最大運量、平均運量，自動校正自重減少計量誤差； 煤倉超聲波料位計增加，排除干擾信號、進(jìn)行各種參煤倉超聲波料位計增加，排除干擾信號、

8、進(jìn)行各種參數(shù)的修正，并可自動報警，一臺主機(jī)可帶多個探頭等數(shù)的修正，并可自動報警，一臺主機(jī)可帶多個探頭等功能；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，還可計算出箕斗的運行速度，根據(jù)給定的速度運行圖，自計算出箕斗的運行速度，根據(jù)給定的速度運行圖，自動調(diào)節(jié)運行速度以達(dá)到縮短運行周期，提高運量并能動調(diào)節(jié)運行速度以達(dá)到縮短運行周期，提高運量并能自動運行準(zhǔn)確停車的效果。自動運行準(zhǔn)確停車的效果。 電參數(shù)智能化傳感器不僅可測出電流、電壓、有功功電參數(shù)智能化傳感器不僅可測出電流、電壓、有功功率、無功功率，還可提供短路、過載，斷相以及相位率、無功功率，還可提

9、供短路、過載，斷相以及相位保護(hù)等；即使是一臺簡單的速度傳感器，智能化后便保護(hù)等；即使是一臺簡單的速度傳感器，智能化后便可測運轉(zhuǎn)周期、累計轉(zhuǎn)數(shù)并且大大擴(kuò)展了測量范圍。可測運轉(zhuǎn)周期、累計轉(zhuǎn)數(shù)并且大大擴(kuò)展了測量范圍。 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、振動等，并與微機(jī)組成健溫、軸承溫度、電流、電壓、振動等，并與微機(jī)組成健康檢測及故障診斷使采煤機(jī)更新?lián)Q代。同樣對液壓支架、康檢測及故障診斷使采煤機(jī)更新?lián)Q代。同樣對液壓支架、運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等進(jìn)行開發(fā)，使工作面順槽控制得以實運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等進(jìn)行開發(fā)，使工作面順槽控制得以實現(xiàn)。現(xiàn)。 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 機(jī)器人開發(fā)機(jī)器人開發(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)器人開發(fā)特點不表現(xiàn)在機(jī)械本身，而主要是完善機(jī)器人開發(fā)特點不表現(xiàn)在機(jī)械本身，而主要是完善的傳感器及完整的軟硬件，實現(xiàn)井下無人采煤要研制在的傳感器及完整的軟硬件，實現(xiàn)井下無人采煤要研制在規(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對象和作業(yè)環(huán)境，需機(jī)器人內(nèi)部傳感器是用于檢測對象和作業(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、聽覺等非接觸外部傳感器，角位移等內(nèi)部傳

12、感器，視覺、聽覺等非接觸外部傳感器，接觸、壓覺、滑覺、硬覺等接觸外部傳感器。接觸、壓覺、滑覺、硬覺等接觸外部傳感器。 礦用傳感器發(fā)展礦用傳感器發(fā)展 總的途徑和趨勢總的途徑和趨勢: :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)境的測控精度，必須使傳感器的精度盡為了提高煤礦環(huán)境的測控精度，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，希望測試精度能優(yōu)于傳感器，希望測試精度能優(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。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。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)。它對于經(jīng)常變換作業(yè)場所的煤炭企業(yè)，易于搬遷、移動，更具特殊意義。業(yè)場所的煤炭企業(yè)，易于搬遷、移動，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 兩個含義：第一是將傳感器與放大器、檢測電路等集兩個含義：第一是將傳感器與放大器、檢測電路等集成在同一

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，它可以同時測量煤壁、頂?shù)装宓缺砻鏍顩r。它可以同時測量煤壁、頂?shù)装宓缺砻鏍顩r。 數(shù)字化數(shù)字化 數(shù)字化對數(shù)字式傳感器的研究是很重要的，它可以使數(shù)字化對數(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算機(jī)聯(lián)機(jī)。傳感器直接與計算機(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，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，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，用來探測壓力參數(shù)，輔助傳感器通常為壓力傳感器，用來探測壓力參數(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)致的測量誤差，硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯幕鴮?dǎo)致的測量誤差，硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘栠M(jìn)行放大、處理和存儲外，還執(zhí)行與計算弱輸出信號進(jìn)行放大、處理和存儲外，還執(zhí)行與計算機(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（重點掌握）（重點掌握） 紅外光譜系數(shù)法紅外光譜系數(shù)法 超聲波測量法超聲波測量法 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（重點掌握）（重點掌握）檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法 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。按此原理就可測量井下氣體中成分。按此原理就可測量井下氣體中CHCH4 4的含量。的含量。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法熱導(dǎo)法熱導(dǎo)法 缺點缺點 （1 1）待測氣體的熱導(dǎo)率與空氣的熱導(dǎo)率相差越遠(yuǎn)，）待測氣體的熱導(dǎo)率與空氣的熱導(dǎo)率相差越遠(yuǎn)，得到的信號就越強(qiáng)。得到的信號就越強(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)法測量低濃度瓦斯，傳感器輸出殊不大，因此用熱導(dǎo)法測量低濃度瓦斯，傳感器輸出的信號很小，測量誤差相應(yīng)增加。的信號很小，測量誤差相應(yīng)增加

18、。 （2 2）熱導(dǎo)儀器的零點漂移嚴(yán)重，也不適宜測量低）熱導(dǎo)儀器的零點漂移嚴(yán)重，也不適宜測量低濃度瓦斯。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，用來測量使用，用來測量% %100% CH100% CH4 4的高濃度瓦斯。的高濃度瓦斯。檢測瓦斯含量的方法檢測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光線的折射率不對光線的折射率不同而制成。同而制成。檢測瓦斯含量的方法檢測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，分別通過空氣室別通過空氣室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。檢測瓦斯含量的方法檢測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充入空氣時，兩束當(dāng)甲烷室與空氣室同時充入空氣時，兩束光所經(jīng)過的光程相同，則干涉條紋不產(chǎn)生移動。如改光所經(jīng)過的光程相同，則干涉條紋不產(chǎn)生移動。如改變在甲烷室

20、中的氣體成分、溫度或壓力，則因折射率變在甲烷室中的氣體成分、溫度或壓力，則因折射率改變，光程也隨之改變，干涉條紋便會發(fā)生移動。改變，光程也隨之改變，干涉條紋便會發(fā)生移動。當(dāng)當(dāng)兩室溫度和壓力相等時，干涉條紋的移動量與甲烷濃兩室溫度和壓力相等時，干涉條紋的移動量與甲烷濃度成正比。測量這個移動量，便可測定空氣中的甲烷度成正比。測量這個移動量，便可測定空氣中的甲烷含量。含量。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 優(yōu)點優(yōu)點 安全可靠、操作簡單、測量范圍廣（安全可靠、操作簡單、測量范圍廣（0 010%10%或或0 0100%100%），成為我國礦井安全檢查員必備的儀器之一。），成為我國礦井

21、安全檢查員必備的儀器之一。 缺點缺點 很難把光干涉信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電信號，無法與監(jiān)很難把光干涉信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電信號，無法與監(jiān)控系統(tǒng)連續(xù)實現(xiàn)遙測，只能用于個人攜帶；控系統(tǒng)連續(xù)實現(xiàn)遙測，只能用于個人攜帶； 當(dāng)待測氣體中其他成分氣體的百分比變化時，光干當(dāng)待測氣體中其他成分氣體的百分比變化時，光干涉條紋位置也會變化，形成較大的測量誤差。涉條紋位置也會變化，形成較大的測量誤差。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法光干涉法光干涉法 原理原理 每種氣體對紅外區(qū)域每種氣體對紅外區(qū)域的光波都有一個或多個吸的光波都有一個或多個吸收譜線，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)激光穿過瓦紅外激光。當(dāng)激光穿過瓦斯氣體時，將被瓦斯吸收，斯氣體時，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。檢測瓦斯含量的方法檢測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 每種氣體對紅外區(qū)域的光波都有一個或多個吸收譜每種氣體對紅外區(qū)域的光波都有一個或多個吸收譜線，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)激光穿過瓦斯氣體時，將被紅外激光。當(dāng)激光穿過瓦斯氣體時，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)點優(yōu)點 激光瓦斯測量儀器有很高的靈敏度和選擇性，受氣體激光瓦斯測量儀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，測量的準(zhǔn)確度高。中其他氣體成分變化的影響小，測量的準(zhǔn)確度高。 缺點缺點 只適用于實驗室使用。因為激光管電壓很高，設(shè)備復(fù)只適用于實驗室使用。因為激光管電壓很高，設(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。檢測瓦斯含量的方法檢

24、測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)超聲波穿過氣樣后速度的變化就可測出氣樣中瓦斯的含量。波穿過氣樣后速度的變化就可測出氣樣中瓦斯的含量。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法超聲波測量法超聲波測量法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 缺點缺點 對低濃度瓦斯不靈敏。對低濃度

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中使用。測中使用。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法超聲波測量法超聲波測量法 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，利用這一原理可實現(xiàn)瓦斯?jié)舛鹊臏y量?？蓪崿F(xiàn)瓦斯?jié)舛鹊臏y量。 優(yōu)點優(yōu)點 制造簡單，使用方便制造簡單，使用方便 缺點缺點 元件的穩(wěn)定性和選擇性差，對氣體的分辨力弱。元件的穩(wěn)定性和選擇性差，對氣體的分辨力弱。檢測瓦斯

26、含量的方法檢測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)鉑絲通過一定的電流且元件處于含有上涂有催化劑，當(dāng)鉑絲通過一定的電流且元件處于含有瓦斯的氣體中時，表面會產(chǎn)生無焰燃燒，使鉑絲因溫度瓦斯的氣體中時，表面會產(chǎn)生無焰燃燒，使鉑絲因溫度升高而增加，實現(xiàn)對瓦斯的檢測。升高而增加，實現(xiàn)對瓦斯的檢測。 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。檢測瓦斯含量的方法檢測瓦斯含量的方法熱載體催化元件熱載體催化元件 幾個概念幾個概念 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。 沒有涂催化劑的元件稱之為補(bǔ)償元件或載體元件。沒有涂催化劑