瓦斯传感器
矿山安全监测中的智能传感器
矿山安全监测中的智能传感器在矿山作业中，安全始终是至关重要的关注点。
随着科技的不断进步，智能传感器在矿山安全监测中发挥着越来越关键的作用。
这些小巧而强大的设备，如同矿山的“守护者”，时刻警惕着潜在的危险，为矿工的生命安全和矿山的稳定运营提供了坚实的保障。
智能传感器是什么呢？简单来说，它是一种能够感知和检测环境中的各种物理量、化学量或生物量，并将这些信息转换为电信号或其他可处理形式的装置。
与传统传感器相比，智能传感器具有更高的精度、更强的稳定性、更广泛的监测范围以及更智能化的数据处理能力。
在矿山安全监测中，智能传感器的应用范围十分广泛。
首先要提到的是对瓦斯浓度的监测。
瓦斯是矿山中常见的易燃易爆气体，一旦浓度超过安全标准，就可能引发爆炸事故。
智能瓦斯传感器能够实时、准确地检测瓦斯浓度，并在浓度异常时迅速发出警报，提醒工作人员采取相应的措施，如通风、撤离等。
除了瓦斯，粉尘浓度的监测也是矿山安全的重要环节。
长期暴露在高浓度粉尘环境中，不仅会损害矿工的身体健康，还可能引发粉尘爆炸。
智能粉尘传感器可以精确测量空气中的粉尘含量，为采取有效的防尘措施提供依据，保障矿工的工作环境安全。
温度和湿度的监测同样不容忽视。
矿山内部的温度和湿度变化可能会影响设备的正常运行，甚至引发火灾等事故。
智能温湿度传感器能够实时监测环境中的温度和湿度参数，及时发现异常情况，预防事故的发生。
压力监测也是智能传感器的重要任务之一。
矿山中的巷道、采场等部位承受着巨大的压力，如果压力超过了一定限度，可能导致坍塌事故。
智能压力传感器可以准确测量压力值，为矿山的支护设计和安全评估提供关键数据。
在矿山的地质监测方面，智能传感器也大显身手。
例如，通过监测岩层的位移和变形，可以提前预警地质灾害的发生。
智能位移传感器和应变传感器能够实时获取岩层的微小变化，为矿山的安全生产提供早期预警。
智能传感器之所以能够在矿山安全监测中发挥如此重要的作用，离不开其先进的技术特点。
瓦斯传感器管理制度
瓦斯传感器管理制度简介瓦斯传感器是煤矿安全生产中不可或缺的一环，其主要作用是监测煤矿内瓦斯的浓度，一旦浓度超标，就能够及时发出警报，帮助矿工及时逃生或排除瓦斯，防止事故的发生。
因此，瓦斯传感器的管理与维护具有至关重要的意义。
本文旨在介绍瓦斯传感器的管理制度，包括瓦斯传感器的选择、安装、维护及管理流程。
瓦斯传感器的选择瓦斯传感器的选择应考虑以下几个因素：1.瓦斯传感器的检测灵敏度2.瓦斯传感器的响应时间3.瓦斯传感器的安装位置4.瓦斯传感器的使用寿命5.瓦斯传感器的维护难度和保养成本在选择瓦斯传感器时，应根据煤矿现场的情况进行考虑，以确保能够监测到煤矿内瓦斯的浓度，并及时发出警报。
瓦斯传感器的安装瓦斯传感器的安装应按照以下步骤进行：1.给瓦斯传感器选择合适的安装位置，在煤矿内布置瓦斯传感器时应符合规范要求。
2.确保瓦斯传感器电气接线正常。
3.对于各型号瓦斯传感器的安装距离，要按照厂家规定严格执行。
在安装过程中，应注意安全事项。
瓦斯传感器的维护瓦斯传感器的维护涉及到日常维修、校准、更换等多个方面。
1.日常维修日常维修工作主要包括定期清理瓦斯传感器及周围的环境，检查电气连接是否牢固，检查部件是否工作正常等。
2.校准瓦斯传感器在安装时需要进行定期校准以确保检测结果的准确性。
校准应在正常瓦斯环境下进行，根据不同型号的瓦斯传感器使用说明进行校准。
3.更换瓦斯传感器使用寿命有限，应根据厂家说明及定期检查的结果，相应地进行更换。
瓦斯传感器的管理流程瓦斯传感器的管理流程包括以下几个方面：1.质量管理：瓦斯传感器应经过严格的质量管理，确保产品质量可靠。
2.安装管理：瓦斯传感器应按照规范进行安装。
3.日常运营管理：定期对瓦斯传感器进行日常维护，确保其正常运行。
4.故障管理：遇到故障需及时进行维修或更换。
5.更换管理：在使用过程中，需根据厂家说明及定期检查的结果，相应地进行更换。
总之，瓦斯传感器的管理制度应进行全面规范，以确保煤矿安全生产的顺利进行。
强盛集团煤矿各种传感器的安装及要求
强盛集团煤矿各种传感器的安装标准及要求一、采面传感器的安装标准及要求1、采面传感器的配置基本要求：瓦斯传感器三台、便携式一台、一氧化碳一台，具体安装位置见示意图T2、T3－－高浓度瓦斯传感器CO--一氧化碳传感器T0--便携式报警仪2、传感器安装要求㈠、传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
㈡、传感器安装位置要求支护顶板完好，无淋水。
二、掘进头传感器安装要求1、掘进头传感器的配置基本要求：瓦斯传感器二台、一氧化碳一台，具体安装位置见示意图 2、传感器安装要求㈠、传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm ，距巷道侧壁不得小于200mm ，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
㈡、传感器安装位置要求支护顶板完好，无淋水。
㈢、掘进头瓦斯传感器应安装在巷道悬挂风筒对侧，距掘进头不大于5m 。
FT 1、T 2－－高浓度瓦斯传感器CO--一氧化碳传感器三、 硐室传感器安装要求 1、硐室传感器的配置基本要求：瓦斯传感器一台、温度传感器一台、二氧化碳传感器一台，具体安装位置见示意图硐室传感器安装示意图T1－－瓦斯传感器CO2--二氧化碳传感器W－－温度传感器2、传感器安装要求㈠、传感器应垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
㈡、传感器安装位置要求支护顶板完好，无淋水。
㈢、瓦斯传感器要求安装在硐室进风侧3――5m处。
㈣、二氧化碳传感器安装在硐室回风侧3――5m处。
㈤、温度传感器要求安装在设备集中地点。
四、其它传感器安装要求1、风速传感器安装时，进风口要对准风流方向，并选择具有风速代表性的位置测量；一般在巷道高度3/4的位置2、开停传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置，如设备开停传感器使用时要将传感器直接卡固在被测设备的供电电缆上。
声光报警器的作用是发出声光报警，因此其安设位置应有利于人员观察、且声音能够易于听到。
瓦斯传感器的工作原理及特性
瓦斯传感器的工作原理及特性
一、瓦斯传感器的作用
瓦斯传感器是检测空气中可燃气体浓度的一种传感设备。
它可以实时监测燃气浓度,当浓度超过预设报警值时,迅速输出信号,用以报警或切断气源,避免发生爆炸
或中毒事故。
二、瓦斯传感器的基本组成
瓦斯传感器主要由灵敏元件、信号处理电路、输出电路三部分组成。
灵敏元件负责吸收气体并转换为电信号,信号处理电路放大处理信号,输出电路控制报警装置。
三、常见类型及工作原理
1. 半导体式:利用气体吸附导致半导体电阻变化的原理工作。
2. 热敏式:气体吸附会改变热敏电阻值,从而检测气体。
3. 光学式:基于气体会吸收特定波长光的原理。
四、瓦斯传感器的特性
1. 灵敏度高:可以探测几百ppm甚至几十ppm的气体浓度。
2. 响应速度快:秒级就可以采集并输出测量结果。
3. 持久稳定:使用寿命长,可持续稳定工作。
4. 抗干扰能力强:不易受其他气体和环境条件影响。
5. 尺寸小:便于安装在各种位置。
六、瓦斯传感器的使用注意事项
1. 定期校准,保证检测精度。
2. 应安装在通风良好处,方便气体扩散。
3. 连接可靠的报警装置,一旦报警可快速采取措施。
4. 重视选型,不同传感器适用于不同气体。
瓦斯传感器的检测原理
瓦斯传感器的检测原理
瓦斯传感器的检测原理可以根据不同类型的瓦斯而有所不同。
这里以常见的可燃气体为例，以可燃气体传感器为代表进行说明。
可燃气体传感器通常采用半导体气敏元件作为传感器元件。
其检测原理基于可燃气体与氧气的反应，在特定条件下，可燃气体会与氧气发生化学反应并产生电流信号。
传感器元件的表面透过半导体材料包覆，材料通常是金属氧化物。
当没有可燃气体存在时，材料表面的电阻比较高，电流通过量较小。
但是当可燃气体进入传感器，与表面的半导体发生反应，会导致表面的电阻下降，电流通过量增加。
传感器电路会实时监测电流的变化，并将其转换为电压信号输出。
电压信号可用于测量可燃气体的浓度。
通常会设置一个阈值，当电压超过该阈值时，传感器会发出报警信号，以提醒使用者有可燃气体泄漏的风险。
需要注意的是，瓦斯传感器的检测原理与使用的传感器元件和技术有关，例如还有催化燃烧传感器、红外线传感器等。
不同的瓦斯需要使用不同类型的传感器进行检测。
因此，在实际应用中，需要根据具体的瓦斯类型选择合适的传感器。
瓦斯探头整改措施
需要频繁更换和维修探头，影响生产效率。
经济损失
由于检测不准确，可能引发不必要的生产中断和 安全事故处理费用。
02
整改措施
硬件升级
01
瓦斯探头更换
将老旧或性能不佳的瓦斯探头进 行更换，确保其能够准确、稳定 地检测瓦斯浓度。
02
传感器精度校准
03
防爆性能提升
对瓦斯探头的传感器进行精度校 准，确保其读数准确可靠，降低 误差。
瓦斯探头整改措施
汇报人： 2024-01-02
目录
• 瓦斯探头现状分析 • 整改措施 • 实施计划 • 预期效果 • 培训与宣传
01
瓦斯探头现状分析
当前存在的问题
瓦斯探头灵敏度低
瓦斯浓度变化时，探头反应不灵敏，无法及 时准确检测。
探头精度不稳定
长时间使用后，探头精度下降，导致测量结 果误差较大。
阶段二
制定整改方案（2周）
阶段三
整改措施实施（4周）
阶段四
效果评估与总结（1周）
责任人
01
总负责人： XXX
02
方案制定： XXX、XXX
整改实施： XXX、XXX
03
04
效果评估： XXX、XXX
实施步骤
01
阶段一：问题识别与评估
02
对瓦斯探头进行全面检查，识别存在的问题和安全 隐患。
03
对问题进行分类和评估，确定整改的优先级和难度 。
优化算法
采用更先进的算法，提高瓦斯浓度的计算精 度，降低误差。
校准探头
定期对瓦斯探头进行校准，确保其准确性， 减小测量误差。
强化数据采集
优化数据采集系统，提高数据采集的准确性 和稳定性。
瓦斯传感器说明书
瓦斯传感器说明书
瓦斯传感器是一种用于检测煤矿井下空气中的瓦斯含量的检测仪表，具有多种标准信号制式输出，联检后能与煤矿监控系统、风电瓦斯闭锁装置及瓦斯断电仪配套使用。
该传感器具有稳定、使用方便等特点，调零、调精度、报警点设置等通过遥控器实现。
瓦斯传感器有多种类型，其中GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器是一种插入式流量测量仪表，适用于煤矿有瓦斯及煤尘爆炸危险的场所，能够实现管道参数监测（包括流量、压力、温度等）。
在使用瓦斯传感器时，需要注意以下几点：
1. 确保传感器安装在正确的位置，避免受到震动、冲击和高温的影响。
2. 在使用前，需要进行校准和标定，以确保测量结果的准确性。
3. 定期进行维护和保养，包括清洁传感器、检查电缆等。
4. 在发现异常情况时，应及时处理并联系专业人员进行检修。
总之，瓦斯传感器是煤矿安全生产中不可或缺的重要设备之一，正确使用和维护瓦斯传感器是保障煤矿安全生产的重要措施之一。
在煤矿井下引起瓦斯异常的原因十分复杂,一般包含以下10种情况
在煤矿井下引起瓦斯异常的原因十分复杂，一般包含以下10种情况：1、瓦斯传感器校验煤矿井下复杂恶劣环境造成传感器零点漂移的现象，为达准确监测，瓦斯传感器需要定期进行一次标准气样校验。
根据《煤矿安全规程》的操作要求，结合煤矿2%的瓦斯校准气样，瓦斯传感器校验的理论特征表现应分为三个阶段：首先将瓦斯传感器置于空气样中，瓦斯监测数据回零；然后将空气样置换成浓度2%的瓦斯校准气样，瓦斯浓度迅速上升至2%；最后校准气样解除，瓦斯监测数据回落至巷道风流中瓦斯浓度的数值。
典型的瓦斯传感器校验时间序列如图1所示，瓦斯传感器校验开始阶段瓦斯浓度下降，随后快速上升，在18:37:37时刻达到峰值2.03%，随后开始下降并回落至正常值。
图1瓦斯传感器校验2、瓦斯传感器故障传感器故障受井下复杂环境的影响，瓦斯传感器时常发生故障，如瓦斯传感器掉落、碰撞、进水等，导致瓦斯传感器内部出现接线松动等故障，或者瓦斯传感器因为老化而导致故障。
瓦斯传感器一旦发生故障，会向地面监控系统反馈失真数据甚至错误数据，使值机人员无法准确掌握井下瓦斯的真实信息。
因此，及时识别瓦斯传感器故障，采取修复或替换措施具有重要意义。
图2漂移型传感器故障3、瓦斯传感器位移煤矿井下布置的传感器位置根据井下工作需要会不定期改变，尤其是回采工作面瓦斯传感器。
由于瓦斯传感器实时向煤矿监控系统上传瓦斯浓度数据，在传感器位置移动的瞬间或者过程中，瓦斯数据就会出现异常波动，典型的传感器位移期间瓦斯监测数据如3所示，瓦斯传感器位移期间，瓦斯监测数据首先快速上升至相对较高的值，随后在平稳状态维持了较短的时间，最后快速下降，回落至正常值。
图3 传感器位移4、顶板垮落在采煤工作面整个回采过程中，煤体受采动的影响和上覆岩层矿压的作用，顶板将发生移动、垮落。
表现为直接顶首先冒落，然后是基本顶的初次来压垮落，之后是基本顶的周期性来压垮落。
当顶板垮落时，瓦斯突然被压出，使得瓦斯涌出量增加，瓦斯浓度急速上升，达到峰值，随后在较短时间内迅速回落至正常值。
瓦斯传感器的检测原理
瓦斯传感器的检测原理
瓦斯传感器是一种用于检测环境中有害气体浓度的装置。
它的工作原理通常基于化学反应或物理效应。
下面介绍几种常见的瓦斯传感器的检测原理：
1. 电化学原理：该原理基于气体与电极表面发生化学反应，产生电流或电势变化。
通常，瓦斯传感器会使用氧化剂和还原剂作为电极材料，并通过监测其之间的反应来检测环境中的有害气体浓度。
2. 热导原理：该原理基于气体对热量传导能力的影响。
瓦斯传感器中通常包含一个热丝或热电阻，当有害气体进入传感器并与热源接触时，会导致热量传导能力的改变，从而通过测量热丝或热电阻的温度变化来检测气体浓度。
3. 光学原理：该原理基于气体对光传播的影响。
瓦斯传感器通常使用激光源或红外线源，通过测量光的吸收、散射或透射来检测有害气体的浓度。
当有害气体进入传感器并与光源相互作用时，会改变光的特性，从而可以测量出气体浓度。
4. 半导体原理：该原理基于气体对半导体材料电导率的影响。
瓦斯传感器中通常使用半导体气敏材料，当有害气体与半导体表面接触时，会改变半导体的导电性能。
通过测量半导体材料电导率的变化来检测气体浓度。
这些原理只是瓦斯传感器检测原理的一部分，不同类型的瓦斯传感器可能采用不同的原理。
通过这些原理，瓦斯传感器可以
高度敏感地检测环境中有害气体的浓度，并发出警报或触发其他控制措施以确保人们的安全。
瓦斯传感器工作原理
瓦斯传感器工作原理
瓦斯传感器是一种专门检测环境中有害气体浓度的设备。
它的工作原理主要基于化学反应和电学信号转换。
瓦斯传感器一般由两部分组成：感受元件和信号处理单元。
感受元件是瓦斯传感器的核心部分，负责检测环境中的有害气体浓度。
而信号处理单元则是对感受元件输出的电信号进行放大、滤波和转换等处理。
感受元件通常采用化学气敏材料作为灵敏元件。
当环境中存在有害气体时，这些气敏材料会发生化学反应。
这些化学反应会导致材料的电导率发生变化，进而改变了感受元件的电阻或电容值。
信号处理单元对感受元件的电信号进行放大和转换。
一般情况下，该单元会将电信号转换为与有害气体浓度成正比的电压或电流信号。
同时，该单元还可以对信号进行滤波等处理，以确保输出的信号稳定可靠。
瓦斯传感器的工作原理可以通过下面的步骤简单描述：
1. 感受元件暴露在环境中，等待有害气体的进入；
2. 当有害气体进入感受元件时，化学反应发生，导致感受元件的电导率发生变化；
3. 变化的电导率引起感受元件电阻或电容值的变化；
4. 信号处理单元检测到感受元件的变化，并进行相应的电信号放大和转换；
5. 最终，信号处理单元输出与有害气体浓度成正比的电压或电流信号。
总的来说，瓦斯传感器利用化学反应和电学信号转换实现对有害气体浓度的检测。
这种原理使得瓦斯传感器在工业、家庭、医疗等领域中广泛应用，用于保护人们的生命和财产安全。
瓦斯传感器的原理
瓦斯传感器的原理
瓦斯传感器是一种能够检测环境中存在的可燃气体浓度的装置。
它的原理是利用某种特殊材料或化学物质与被检测气体发生化学反应，在发生反应时产生电信号或光信号，进而实现气体浓度的测量。
最常见的瓦斯传感器是基于半导体原理的。
它含有一块特殊的半导体材料，通常是金属氧化物，如二氧化锡（SnO2）。
这
种半导体材料在低温下具有较高的电阻，但当周围存在可燃气体时，气体分子与材料表面发生反应，导致表面电子状态改变，从而电阻发生变化。
通过测量电阻的变化，就可以确定气体浓度的大小。
其他常见的瓦斯传感器原理还包括电化学原理和红外原理。
电化学原理是利用气体与电极之间的电化学反应来检测气体浓度。
具体来说，传感器中的电极与被检测气体接触后，气体分子与电极上的活性物质发生化学反应，导致电流的变化，从而反映气体浓度的大小。
红外原理则是通过测量气体吸收或散射红外光的强度来判断气体浓度的，因为不同气体对红外光的吸收和散射特性不同。
总体来说，瓦斯传感器的工作原理是基于与被检测气体发生化学反应或物理吸收散射的方式，以实现气体浓度的测量。
这些不同的原理在不同的应用场景中都有各自的优势和适用性，能够广泛用于煤气检测、工业安全、环境监测等领域。
煤矿瓦斯传感器设置的规定
煤矿瓦斯传感器设置的规定
1、采煤工作面
低瓦斯矿井采煤工作面：上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯检测报警仪；工作面回风侧设置甲烷传感器T1；工作面回风巷设置甲烷传感器T2；采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4 。
安装位置及要求按照图1所示。
图1 低瓦斯矿井采煤工作面瓦斯传感器设置高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面：上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯检测报警仪；工作面设置高低浓度瓦斯传感器T1；工作面回风巷设置高低浓度瓦斯传感器T2；工作面进风侧设置高低浓度瓦斯传感器T3。
安装位置及要求按照图2所示。
图2 高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井采煤工作面瓦斯传感器设置
2、掘进工作面
低瓦斯矿井掘进工作面：必须在工作面设置甲烷传感器T1；掘进工作面采用串联通风时，必须在被串掘进工作面的局部通风机前设甲烷传感器T2。
安装位置及要求按照图3所示。
图3 低瓦斯矿井掘进工作面瓦斯传感器设置
高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井掘进工作面：必须在工作面设置高低浓度瓦斯传感器T1，回风流中设置高低浓度瓦斯传感器T2。
安装位置及要求按照图4所示。
图4高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井掘进工作面瓦斯传感器设置
3、硐室及其他：回风流中的机电硐室必须在进风侧设置瓦斯传感器，安装位置及要求如图5所示。
图5 回风流中机电硐室瓦斯传感器设置。
基于单片机的瓦斯浓度智能传感器的设计
基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLE-CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSE ORQANDESIGN学院：欢乐谷专业班级：幼儿大班学生姓名：奥特曼指导老师：喜洋洋2010年 5月 20 日基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计摘要随着我国经济的快速发展，各行各业对煤炭的需求急剧增加，而各种矿难事故的发生，使得煤炭安全生产面临严峻的挑战。
这篇文章就是针对导致矿难频发的瓦斯浓度进行监控而设计的。
在文章里，我针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。
同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。
设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。
该传感器以AT87C551单片机为核心，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。
关键词：瓦斯，AT87C551，PID控制器BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLE-CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSEORQAN DESIGNABSTRACTWith the rapid development of China's economy, various industries on the sharp increase in the demand for coal. but each kind of mining accident's occurrence, causes the coal safety in production faced with the stern challenge. This piece of article aims at the gas to carry on the monitoring to design.In the article, I in view of the gas characteristic, design simultaneously monitor the height density the gas system, all-weather uninterrupted carries on the monitor to the mine shaft gas density. Simultaneously uses the acousto-optics alarm system, once gas exceeding the allowed figure, the system reminds the downhole operation worker to evacuate urgently immediately, avoids the personnel casualty. Also put to use infrared remote-control system carry through long-distence supur risory control. Design this intelligent sensor adopt close-cycle control insure sampling placidity.This system take at87C551 monolithic integrated circuit as a core, realizes to the gas examination, the warning and the control, safe reliable, durable, suits each kind of coal mine gas the monitoring, may reduce coal mining accident's occurrence greatly, reduces the private costs, raises the coal recovery ratio, makes the contribution for our country coal enterprise.KEYWARDS: gas, AT87C551, PID controller目录摘要（中文） (I)摘要（英文） (II)1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2系统简介 (2)2 系统功能介绍 (3)2.1性能描述 (3)2.2系统框架结构...................................... 错误！未定义书签。
井下传感器调试及“三闭锁”测试管理办法
山煤集团井下瓦斯传感器调试及“三闭锁”测试管理办法为了使瓦斯传感器校验及“三闭锁”测试正规化，根据AQ1029-2007规定，结合我公司各矿井的具体情况，特制定如下管理制度：一、调试时间各矿井每隔7天必须对井下所有地点的传感器进行调校及“三闭锁”测试。
时间安排：每周一至周五8：00-14：00。
二、计划汇报每次测试前，各矿井应提前一天将瓦斯传感器调校及断电试验等计划报集团公司通风调度。
三、气样浓度低浓瓦斯传感器使用1-2%CH4标准气样，高浓瓦斯传感器使用3.0%CH4气样。
四、操作规定1、检查传感器的外观完整性及整体完好性，若发现有问题要及时更换，检查完毕后，开始进行测试。
2、用便携式校验装置流量计出口用橡胶软管连接传感器气室。
3、打开便携式校验装置阀门向传感器先用小流量缓慢通入标准气体，在显示值缓慢上升的过程中，观察报警值和断电值。
然后调节流量控制阀把流量调节到传感器说明书要求的气体流量（200ml/min），使其测量值稳定显示（显示时间大于2分钟）。
该显示值与标准气浓度值之差应小于该标准气浓度范围内误差允许值（低浓瓦斯传感器数值偏差不得超过±0.20%CH4，高浓瓦斯传感器数值偏差不得超过±0.30%CH4）。
若超差应更换传感器，预热后重新测试。
4、通气的过程中在观察测量报警值、断电值时，注意声、光报警和实际断电情况。
5、测试风电闭锁时人为的将风筒传感器进行张合，模拟风筒无风时工作面是否断电及记录断电时长。
6、测试监控系统故障断电闭锁时，将所控制工作面的传感器人为的信号中断，模拟监控设备损坏时工作面是否断电及记录断电时长。
7、测试完后，认真填写原始测试记录，并让瓦检员在测试记录表上签字，同时填写传感器管理牌板。
传感器定期标校、断电器断电功能试验管理规定1、调试操作人员必须经培训考试合格取得监测工操作资格证书 , 持证上岗。
2、调试操作人员必须熟悉矿井通风安全监测系统、装置的工作原理。
瓦斯传感器原理及性能比较和标校规程
瓦斯传感器标校操作规程：1、井下安装各地点的CH4探头必须每7天用标准气样和新鲜空气样对CH4探头进行标校。
2、井下传感器标校前必须先检查CH4探头的线路是否完好，CH4探头外观是否正常。
3、传感器标校前必须确定测试点区域5米内支护可靠、顶板完好和无淋水。
4、传感器标校前必须确定该区域相关设备必须停机。
5、进行传感器标校必须先进入标校模式，确定标准气样的数值。
6、进行传感器标校必须先通新鲜空气约1分钟，确定传感器的零点。
7、再通标准气样约1分钟，确定传感器的最高码值。
8、退出标校状态，待传感器回零后再通入标准气样，观察传感器数值是否与标准气样数值相符。
9、标校完毕后，清洁传感器表面灰尘及调整传感器悬挂位置。
矿用瓦斯传感器原理及性能比较：目前, 矿井中常用的瓦斯传感器可分为热导式和热效式两大类。
热导式瓦斯传感器是利用瓦斯与空气的导热系数不同而测量瓦斯浓度的。
这种传感器在工作时需通入恒定的电流, 将其加热到一定的温度(180℃左右) , 功耗较大; 且其中的半导体热敏电阻式传感器受CO 2 和水蒸汽的影响较大, 元件的一致性和互换性也较差。
热导式瓦斯检测仪在测定低浓度的瓦斯时, 输出信号很小, 误差较大。
因此, 这类传感器制成的瓦斯检测仪适用于测量高浓度的瓦斯(5%～100% )。
目前这种传感器在矿井中应用较少。
热效式瓦斯传感器(又称热催化式瓦斯传感器) , 其工作原理是利用可燃气体在催化剂的作用下进行无焰燃烧, 产生热量, 使元件电阻因温度升高而发生变化, 测知瓦斯的浓度。
这种传感器的优点是精度较高, 输出信号较大(1%CH4 时, 输出电压可达15～20mV ) , 且不受其它燃气和灰尘存在的影响。
它的缺点是元件表面温度高(300～450 ℃) , 寿命短(多数国家均保证1 年) , 功耗大(其加热功率> 1 w; 热催化元件功耗为0. 3～0. 75w ) , 易受硫、铅、磷、氯等的化合物干扰而使催化剂中毒, 降低其灵敏度, 甚至误报。
瓦斯抽采(放)系统传感器的安装与调试1
② 流量 P20 信号+ +5V 地
空
③ 温度 P20 信号+ +5V 地 高浓+ 压力+ 量+
⑧
供电 P20
空
+12 -18V
地
空
AAA
22
8、传感器的安装调试
【讲解】 8.1．高浓瓦斯传感器:
AAA
23
高浓瓦斯传感器(图4.1.1), 使用时必须配套使 用管道滤水器, 滤水器根据安装场合的不同, 又分为正压滤水器(图4.1.2)和负压滤水器(图
AAA
25
此滤水器结构精密, 滤水效果极佳, 可有效延长高浓传感器的使用寿命。 注意: 此滤水器不可用于低于0℃的环境中。如无法解决结冰现象, 须选用负压滤水器。
AAA
26
AAA
27
8.1.2 高浓负压滤水器的选用和安装 高浓负压滤水器适用于瓦斯抽放管道负压
状态下的瓦斯测量滤水, 其结构简单, 安装维 护极为方便, 对环境条件的要求相对较低。同 时此滤水器也可使用于正压管道的瓦斯测量, 只是滤水效果会有所降低。
AAA
10
本仪器流量测定摒弃了孔板等差压式流量测量 原理，而采用了先进的涡街传感器，涡街流量 传感器与孔板相比具有以下优点：
阻力损失小。对管道气体流场影响小。
测量精度高。
维修使用方便。
稳定可靠。
AAA
11
6、主要技术参数
6.1流量测量范围:
公称通径 Φ100 Φ150 Φ200 Φ250 Φ300 Φ350 Φ400 Φ450 Φ500
4.1.3).
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24
8.1.1 高浓正压滤水器的选用和安装 顾名思义, 正压滤水器须安装在抽放管道的
瓦斯烟雾传感器工作原理
当前位置:电路图网 > 检测电路 >Tags：电路检测仪表瓦斯烟雾传感器工作原理时间:2012-02-04 08:11来源:未知作者:电路图点击:5次瓦斯烟雾可燃气体传感器的使用可分为瓦斯泄漏的检出及浓度的测定，瓦斯取样分析。
一般瓦斯传感器可分为接触燃烧式、半导体式、热传导式热阻体式三种传感器。
现将其特性简述于后：1. 接触燃烧式瓦斯传感器此传感器近年来在炭坑内的沼气检出，都市管路瓦斯、筒装瓦斯、液化天然瓦斯、各种化学工厂等公共安全的需要，能确实安定检出并具有急速响应特性。
接触燃烧式瓦斯传感器对瓦斯的输出感度不大，所以将瓦斯检知组件RD和密闭于纯空气中或做对瓦斯不感测的补偿组件RC，如图1 所示构成的桥式电路，调整R1，R2使当RD组件周围空气中无瓦斯时，RD•R2 = RC•R1则输出端＋、－间输出为0，瓦斯浓度为0%。
图1 桥式电路当RD 周围瓦斯浓度渐高时，RD组件因开始接触燃烧以致温度上升，电阻变成RD+△R，输出端＋，－间流过△R 成分的电流。
此△R和瓦斯浓度成正比，所以在输出端接上检流计即可读出瓦斯浓度。
输出端接到瓦斯浓度设定电路，超过设定值警报器发出声响。
2. 半导体式瓦斯传感器半导体瓦斯传感器为利用半导体表面吸着瓦斯时导电率会变化而做成，材质有SnO2，ZnO，Fe2O3 等。
半导体式传感器在动作原理、材料选定、处理工程等不明点还很多。
最近的研究发现氧化金属在低温会发生结晶成长。
本类型传感器在低温动作时也发生结晶成长,结晶分子的膨胀引起的特性变化，可能是寿命短的原因。
半导体式瓦斯传感器的输出感度随形式而不一样。
工业用的一般输出低。
应用电路如图1 之桥式电路，电导度随着有无附着瓦斯而改变，而将输出取出。
接着介绍实际商品化的半导体传感器。
一般特性：TGS813具有良好灵敏度和侦测气体范围广的特性，TGS工作点设计在5V加热电源，而电路电压不超过24V，TGS813最适合应用在测试甲烷、丙烷和天然气，因为它具有室内感应最佳的传感器。
2-1. 227 煤矿井下各类传感器的安装及设置要求详解
煤矿井下各类传感器的安装及设置要求详解煤矿井下各类传感器的安装及设置要求在我们的工程项目中我们经常遇到各类传感器的安装及参数设置，由于缺乏相关知识，经常使得我们安装设置不规范，验收不合格，出现很多问题。
根据《煤矿安全规程》中的相关规定，把我们在工程中经常遇到的相关传感器的正确的安装及设置方法做以下总结。
一、甲烷(瓦斯)传感器的设置：1、采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内临时施工的电气设备上风侧10m~15m处应设置甲烷传感器。
2、矿用防爆特殊型蓄电池电机车必须设置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪;矿用防爆型柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警仪。
3、兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置甲烷传感器。
4、采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内临时施工的电气设备上风侧10m~15m处应设置甲烷传感器。
5、井下煤仓、地面选煤厂煤仓上方应设置甲烷传感器。
6、封闭的地面选煤厂机房内上方应设置甲烷传感器。
7、封闭的带式输送机地面走廊上方宜设置甲烷传感器。
8、地面瓦斯抽放泵站内必须在室内设置甲烷传感器。
9、井下临时瓦斯抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器。
10、抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。
利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感器;不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时，输出管路中也应设置甲烷传感器。
二、一氧化碳传感器的设置：1、一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
2、开采容易自燃、自燃煤层的采煤工作面必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、工作面或工作面回风巷，报警浓度为≥0.0024%。
带式输送机滚筒下风侧10m~15m处宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%。
3、自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%。
4、开采容易自燃、自燃煤层的矿井，采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器，报警浓度为0.0024%。
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[键入文字]井下瓦斯浓度智能传感器的设计摘要井下瓦斯浓度智能传感器针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。
同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。
设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。
该传感器以AT87C552单片机为核心，由甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。
关键词：瓦斯;AT87C552;PID控制器[键入文字]目录摘要（中文） (I)1 井下瓦斯浓度智能传感器设计的概述 (1)1.1背景 (1)1.2系统简介 (2)2 系统功能设计 (3)2.1性能描述 (3)2.2系统框架结构....................................... 错误!未定义书签。
3 硬件电路设计 (12)3.1甲烷传感器 (12)3.1.1 KG9701型智能低浓度沼气传感器 (12)3.1.2 高浓度瓦斯传感器(国产) 型号:ZR14-GJW4/100 (13)3.2 ADC0809引脚图与接口电路 (14)3.2.1 A/D转换器芯片ADC0809设计 (14)3.2.2. ADC0809的内部结构 (16)3.2.3．信号引脚 (17)3.2.4 MCS-51单片机与ADC0809的接口 (18)3.2.5 A/D转换应用举例 (22)3.3 AT89C51设计 (22)3.3.1 AT89C51概述 (22)3.3.2 主要特性 (23)3.3.3 管脚说明 (24)3.3.4 振荡器特性 (25)3.3.5 芯片擦除 (25)3.4 8155设计 (29)3.4.1 8155各引脚功能 (29)3.4.2 8155的地址编码及工作方式 (30)3.4.3 8155的定时/计数器 (30)3.5 DAC0832设计 (31)3.6 LED显示器 (35)3.6.1 LED显示器的结构 (35)3.6.2 LED显示器的工作原理 (37)4 PID控制 (38)4.1 PID控制器设计 (38)4.2 PID控制实现 (43)5 软件流程图 (46)总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)[键入文字]第一章井下瓦斯智能传感器设计的概述1.1井下瓦斯智能传感器设计的背景随着我国国民经济的不断发展，对煤炭需求量也越来越大，这就使得煤矿的安全生产面临着一个十分严峻的问题。
煤矿矿难事故屡屡发生，造成的原因有很多，其中不少是因为瓦斯爆炸引起的。
为了防止瓦斯爆炸事故的发生，除了加强井下作业人员的管理，改善井下的作业环境外，还必须建立一个性能可靠的瓦斯监控系统。
煤矿瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。
有时也单独指甲烷。
瓦斯在空气的体积分数达到一定的程度（5%～12%）时，在一定条件下可与空气中的氧气发生剧烈的化学反应而形成瓦斯爆炸，对煤矿安全构成严重威胁。
矿井瓦斯监测监控技术是伴随着煤炭工业发展而逐步发展起来的。
1815年，英国发明的世界上第一种瓦斯监测仪器——瓦斯检定灯。
利用火焰的高度来检测瓦斯浓度；20世纪30年代，日本发明了光干涉瓦斯检定器，一直沿用至今；20世纪40年代，美国研制了检测瓦斯浓度的敏感元件—铂丝催化元件；1954年，英国采矿安全所研制了最早的载体催化元件。
电子技术的进展推动了瓦斯检测控制装置的进一步发展，如20世纪70年代后期法国研制的CTT63/40U矿井监控系统、英国的MINOS系统、美国的SCA —DA系统等。
我国矿井瓦斯监控技术经历了从简单到复杂、从低水平到高水平的发展过程。
从新中国成立初期到20世纪70年代，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定仪、风表等携带式仪器检测井下环境参数。
20世纪60年代初期，我国开始研制载体催化元件，随着敏感元件制造水平的提高和电子技术的发展，特别是大规模集成电路、微型计算机的广泛应用，使监控技术进入了新的发展时期。
20世纪70年代瓦斯断电仪问世，装备在采掘工作面、回风港道等井下固定地点，实现了对瓦斯的自动连续检测及超限自动切断被控制设备的电源。
随后，陆续研制了便携式瓦斯监控检测报警仪、瓦斯报警矿灯。
1983年至1985年，从欧美国家先后引进了数十套监控系统及配套的传感器和便携式仪器装备煤矿矿井，并相应地引进了部分监控系统、传感器和敏感元件制造技，由此推动了我国矿井安全监测监控技术的发展。
1983年以后，国内有多种型号矿井监控系统通过了技术鉴定，逐步实现了对煤矿矿井安全、生产多种参数的连续监测、监控、数据存储和数据处理。
近几年，随着计算机的发明和应用，特别是网络和信息化建设的不断发展，给瓦斯治理提供了机遇条件，煤矿瓦斯监控网络系统应运而生。
这些装备和系统的推广与应用，丰富了我国煤矿安全监控产品的市场，改善了煤矿安全技术装备的面貌，缩小了我国与国外先进技术水平的差距。
传统的煤矿瓦斯监控系统大体可以分为两大部分：井下部分和井上部分。
井下部分主要通过各种检测设备（各种传感器，如风量传感器、负压（压力）传感器、一氧化碳传感器和矿用设备开停传感器等）来采集井下各种气体的浓度与含量、井下空气状况、设备的运转情况等数据，然后通过现场总线将数据传输到井上。
在井上，井下传上来的数据通过专线与煤矿安全管理办公室服务器和更高一级安全主管部门服务器连接。
服务器上面运行的是监控软件。
上面有井下每一个传感器的标签，所显示的数据通过上传数据的改变而不断刷新。
同时，监控软件还可以对这些数据进行汇总、处理、分析和存档，可以作为相关负责人员决策的重要依据。
并且监控软件具有超标自动报警功能，用来提示工作人员对设备的故障或现场瓦斯浓度情况，以及时采取措施，避免重大事件的发生。
煤矿瓦斯监控系统系统的意义不言而喻。
以山西省为例，近几年，特别是2006年以来，山西省煤炭系统在党和各级政府及安全部门的重视下，全省煤矿信息化工作有了新发展，取得了新成绩。
特别是由瓦斯监测监控系统建设所形成的全省煤矿四级信息网络平台，是计算机网络及信息技术用于瓦斯安全治理的一项创举，极大的促进了山西煤炭信息化工作。
山西省煤炭系统2005年底累计安装使用瓦斯监控系统3868套。
目前，该省国有重点煤矿121座矿井全部安装了瓦斯监测监控系统，并全部联网运行，在线运行率达100%。
地方煤矿现有2806座矿井全部安装了瓦斯监测监控系统，已连网运行2671座。
这些系统的运用，极大的降低了煤矿瓦斯事故。
由此可知，为了最大限度的降低煤矿瓦斯事故的发生，除了对工作人员严格要求外，加紧建设煤矿瓦斯监测监控系统必不可少，它对预防瓦斯事故的发生具有举足轻重的作用。
1.2设计的任务及要求我设计的是基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器，该系统以单片机AT87C552为核心，包含甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成。
该传感器可以有效的监测井下低浓及高浓瓦斯，试用范围非常广泛。
监测到的信息传输到单片机，经单片机处理后发出指令，如果瓦斯超过规定值，该系统可以立即发出声光报警并自动发出执行指令以降低瓦斯浓度。
该系统可有效的降低瓦斯事故发生率，，结构灵活，扩展性强，具有较高的性价比，AT87C552的应用实现了电子硬件设计的“软件化”，大大的提高了系统的可靠性和抗干扰能力，非常实用于各种大小煤矿井下瓦斯的监测监控，性能优良，经久耐用，可靠性高。
2 系统原理介绍单片机存储器数据显示红外遥控信号输出电压比较器瓦斯检测电路脉宽控制电路锯齿波发生器信号适配通道稳幅电路声光报警图2.1 原理框图2.1电路简介根据上节所述的变流瓦斯检测原理，设计了如图7所示的变流瓦斯检测电路，该电路主要由电桥不平衡信号取样电路、锯齿波发生电路、电压比较器和脉冲稳幅电路四个部分组成。
图7 变流检测电路A 部分为电桥不平衡信号取样电路，用此信号去调节C 部分电压比较器输出的脉冲电压宽度；B 部分为锯齿波发生电路，由555构成的时基电路工作在自激状态，振荡频率为1kHz ，即周期为T=1ms ，输出的锯齿波电压送到电压比较器的正端；C 部分电压比较器的负端接受来自A 部分的输出电压Uo2，当锯齿波电压超过控制电压Uo2时，比较器输出电压为高电平，锯齿波回扫时，当其电压值低于Uo2时，比较器输出为低电平，这样将形成一个矩形脉冲电压。
在一系列锯齿波作用下，比较器就输出一矩形脉冲电压系列；D 部分由高准确度可控稳压管TL431构成的脉冲稳幅电路，当通过TL431的电流在(1～100)mA 范围内时，只要分压电阻的温度系数相同，则输出电压有很高的稳定性，从而保证了在输入脉冲幅值变化时，输出脉冲的幅值恒定。
为保证有足够的电流通过载体催化元件，设置了由三极管组成的脉冲电流放大环节。
下面将详细讨论这四部分电路。
2.1.1 恒温控制信号取样电路图8为恒温控制信号取样电路：这里没有采用传统的惠斯通电桥来获取瓦斯图8 恒温控制信号取样电路与催化元件反应时产生的不平衡电压，而是用运放集成块组成运算电路，对电压信号进行处理，这样做的好处是抑制共模信号的能力增强了，同时由于黑元件上催化燃烧产生的电压只有毫伏级，不能直接与锯齿波信号进行比较，在Uo1的后面加入了同相比例运算电路，对前面输出的电压进行放大，以使其能与锯齿波电压进行比较从而输出所需的脉冲电压。
当有瓦斯气体时，在黑元件上发生催化燃烧，黑元件温度上升，其阻值也随之上升，它上面的电压升高，不难推出：)()(2)(2)()0()()()0(214i CH i R R R R R i R R i iR R R i U U U 白白黑黑黑白黑白白黑--++=-=-+=-=∆式中)0(黑R 、)0(白R 为无瓦斯时的阻值，)(i R 黑、)(i R 白为电流流经元件时温度上升产生的阻值，)(4CH R 黑为瓦斯气体在元件上燃烧时温度上升产生的阻值，前面已经提及，所谓的恒温是指温度在一个很小的范围内波动近似看成的，因此)(i R 黑、)(i R 白、)(4CH R 黑的值都是非常小的，故ΔU 也很小，需要经过放大才能与锯齿波进行比较。
在图8中有21213)1(U R R U f += 则 21211421142314211425)1()1()1(U R R R R U R R U R R U R R U f f f f f +-+=-+= 2121731211421731142173217321211421731142173417351731])1()1[()1)(1()1()1()1)(1()1(nU mU U R R R R R R R R U R R R R U R R U R R R R R R U R R R R U R R U R R U f f f f f f f f f f f f f f o -=+++-++=-++-++=-+= 适当选取电阻值，使m=1，n=2，这样便可获得瓦斯在黑元件上燃烧产生的电压。