煤矿瓦斯检测传感器的现状及发展趋势

煤矿瓦斯检测传感器的现状及发展趋势
摘要：作为煤矿施工安全的关键环节，瓦斯检测工作具有极强的综合性，同
时也要受到多方面因素的限制和影响。

文章针对目前煤矿瓦斯检测传感器中应用
最为广泛的催化燃烧式检测传感器的研究展开讨论，分析了其对瓦斯气体检测的
具体影响，同时详细论述了催化燃烧检测的未来发展趋势，希望以此促进传感器
研究的更好更快发展。

关键词：瓦斯检测；气体传感器；研究现状；发展趋势
1、前言
伴随着煤矿行业的不断进步，社会经济发展对施工安全也提出了更高的要求，尤其是瓦斯气体的检测更是重中之重，其对于确保施工安全，保障施工人员人身
财产安全都有着非常重要的作用。

气体检测传感器目前已经得到了广泛的应用，
但是不可否认，当前的传感器在实际应用过程中还存在有一定的问题，需要进一
步研究发展。

2、催化燃烧中气体检测的研究现状
目前气体检测应用比较广泛的方法有三种，分别是光干涉法、催化燃烧法和
红外吸收法。

与其他检测方法相比，催化燃烧气体检测以其成本低、检测精度高
的优势在我国的煤矿中得到了广泛的应用，并得到了大多数煤炭企业的欢迎。

但
这中间检测方式还不够完善，仍存在一些问题需要改进。

催化燃烧法采用加热的
方式来对元件中有机物进行完全氧化。

该催化传感器由掺杂贵金属催化剂R和多
孔陶瓷中的铂线圈组成。

当可燃气体在催化元件表面燃烧过程中会使得催化元件
表面温度升高，从而导致铂丝电阻发生变化，以此变化来检测气体的浓度。

目前
关于催化燃气检测相关技术的研究十分热门，催化燃气传感器、催化燃气传感器
智能数字化、催化燃气传感器网络这三方面是研究的热点所在。

2.1催化式燃气传感器
催化燃烧气体传感器的存在能够在根本上实现气体检测的目的，传感器在精准度以及稳定性等性能上也有了很大的提升，然而目前许多气体检测问题并不能完全得到解决。

在煤矿瓦斯含量在瞬间就有十分巨大的变化量时，以及传感器的检测输出不断在减小的情况下，瓦斯检测就会出现一定的问题，目前还没能得到解决。

催化式燃气传感器目前并不能直接提供监测数据来对煤矿的瓦斯含量进行hi接监控，还需要辅助以电子计算机等技术来晚上，得出可靠的检测结论。

2.2催化燃气传感器的智能化数字化
与模拟信号相比，数字传感器是进行智能化发展的基础所在。

传感器智能化体现在将模拟信号转换为数字信号并对信号进行相关处理。

煤矿瓦斯检测传感器的智能化研究融合了电子通信、网络、计算机等现代信息技术进行综合运用，发展传感器的智能化。

虽然目前的研究大大提高了气体传感器的性能，但传感器的研究还不够完善，需要不断地进行研究进步。

气敏元件的自身特性会对气体传感器的精准度产生直接影响，对于检测结果产生一定的误差，传感器检测的精准度还不够高。

因此，有必要对气体传感器从元件上入手进行研究，对其性能进行趋利避害，提升检测精准度。

此外检测传感器还存在诸多问题需要妥善解决，例如传感器难以维修保护、精准度校订难度大、精确性维持时间短等，仍需要不断进行研究提升。

3、气体检测传感器的发展趋势
催化燃烧气体检测是传感器技术中一个重要的组成部分，其研究发展过程中符合传感器技术的发展特点，因其特点也存在着一定的特殊性。

它的发展需要适应传感器技术的总体发展趋势，还因其应用场合为煤矿而需要满足特定的应用要求。

总的来说，目前催化燃烧式瓦斯监测技术的未来发展方向应该主要着眼于微型化、智能化和网络化三个方面。

3.1微型化
检测传感器的微型化发展主要以现代加工技术为基础的微电子技术为支持，其中MEMS微机电系统更其起到了至关重要的作用。

微机电系统是一种可批量生产的微细加工技术。

它是一种微型器件，或者说他是由微型传感器、多种微型元
件以及电路组成的能够进行通信传感的一个微型系统。

MEMS传感器是集成了集成
电路和传感元件的智能传感器。

市场传感器相关的产能品五花八门，对诸如压力、流量、磁场等参数进行检测。

智能传感器是将信息检测与信息处理功能进行有机
结合，通过一个系统实现这两个目的。

传感器的智能传感器和集成功能可以更好
地保证传感器特定功能的准确性,进行自动校正和并对故障进行测试。

因为它可
以释放一个较小的CPU数据操作,所以它可以执行更快的处理,这种智能传感器是
通过单片机集成来实现大规模生产,同时也可任意有效地降低生产成本。

基于以
上优点，未来将有更多高端传感器产品选择应用该技术。

3.2智能化
传感器往往需要对复杂的数据信息进行收集处理，为了解决这一难题人们提
出了分布式处理的想法。

也就是说，该传感器可以共享CPU的集中处理功能对收
集到的信息自动进行智能处理。

为了实现一个处理器能够更多的对数据进行处理
的目的，将几个传感器装进同一个处理器形成一个传感器系统，它们利用网络接
口相互通信。

智能传感器主要有自动补偿、自计算和处理、自学习与自适应以及
自我诊断几方面的功能。

其中，自动补偿功能是指以传统传感器为基础，根据所
处的环境以及自身性能对当前出现的信号失真情况进行自动的补偿处理。

这种
功能利用的是数字计算方法完成自动补偿，对硬件信息偏差也能进行自动补偿，
以最佳的方式恢复被测信号。

数字计算方法的应用是采用软件来完成的，弥补了
硬件的不足。

智能化的发展方向是电子信息网络技术发展带来的必然结果，必将
对气体传感器的发展带来极大的推动力。

3.3网络化
瓦斯检测传感器的网络化是通过网络接口来实现的，将传感器连接上网络由
微处理来完成信息处理。

4、结束语
综上所述，现阶段气体检测传感器在实际应用过程中还存在着自身性能、
及时性以及环境误差等问题的影响和限制，而且这些方面或多或少都存在一定的
问题，制约了气体检测工作的精准度与有效性。

基于此，笔者针对目前气体传感
器研究的现状对其存在的机电部组进行了分析，并谈论了其未来的发展趋势，即未来气体传感器的发展主要向微型化、智能化和网络化这三个方向进行提升与进步。

参考文献
[1] 刘西青. 论国内煤矿瓦斯监测监控系统现状与发展[J]. 山西焦煤科技, 2006, 000(003):37-40.
[2] 吴呈瑜. 基于ZigBee的煤矿瓦斯监测系统的研究与实现[D]. 中北大学.。