安全监测监控PPT
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开关量的检测原理分为直接式和间接式两类。直接式是指在电 气上与负荷设备直接联系，从供电网路上直接获取信号，如用 电流互感器、电压互感器有无电信号输出等。间接式是指在电 气上与负荷设备不发生直接关系，如电磁感应原理、霍尔原理、 测温原理、测磁原理、光电原理、接近（电感）原理等。
第二节 甲烷检测传感器
通风安全监测工
阿克苏地区煤矿安全技术培训中心
通风安全监测工
第一章 煤矿监测传感器
第一节 传感器
一、简介： 煤矿安全监控的主要内容包括对井下CH4、 CO、O2、CO2等气体浓度的检测，对风速、风量、气压 、温度粉尘浓度等环境参数的检测，对生产设备运行状态 的监测、监控等。
煤矿安全监测主要通过检测仪器来实现。一个简单的检 测仪器通常由传感器、信号变换电路及电源等部分构成。
自燃氧化过程中不断释放一氧化碳，故将其作为自然发火预 报标志性气体，用一氧化碳绝对发生量作为火灾预报标志。
煤矿常用的一氧化碳检测仪器有电化学式、红外线吸收式等， 现广泛使用的是电化学一氧化碳检测仪器。 （三）氧气传感器
煤矿中检测氧气常用的方法主要有气相色普法、电化学法和 顺磁法，现常用的电化学法。 （四）温度传感器
• 一、KG3003Cｒ低浓度甲烷传感器 • （一）特点 • KG3003Cｒ型低浓度甲烷传感器是为了各种类型的矿井环
境检测系统配套研制的。该传动器具有操作方便、读数直 观、工作可靠、体积小、重量轻、功耗低等特点。能够自 动、连续地将环境气体中的甲烷浓度转换为相应的电流输 出（或频率输出），并用红色数码管显示其数值。当甲烷 浓度超限后，能自动发出高强度声光报警。适应煤矿有甲 烷爆炸危险的场所长期使用。 • （二）主要技术指标 • 测量范围：⑴0----4%CH4 • ⑵信号输出：电流输出 1—5ｍA，线性对应0---4%CH 4
(二)一氧化碳传感器 一氧化碳(CO)是一种无色、无臭、无味的气体，对 空气的比重0.97，在空气中含量为13---75%时遇火 爆炸。一氧化碳是有毒气体，吸入人体后，造成人 体组织和细胞缺氧，引起中毒窒息。煤矿火灾、瓦 斯和煤尘爆炸及爆破作业时都将产生大量的一氧化 碳。为了矿工的身体健康，《规程》规定，井下作 业场所的一氧化碳浓度应在2.4×10-5以下。由于煤在
1、催化燃烧式 催化燃烧式气体检测原理为:利用敏感元件对甲烷(或 其他可燃性气体)的催化作用,使甲烷在元件表面上发 生无焰燃烧,放出热量,使元件温度上升,检测元件可随 自身温度变化测定气体温度. 2、热导式
利用被测气体与纯净空气的热导率及混合气体热导率 与浓度的关系,把气体浓度变化转化为相应信号,可构 成热导式检测仪器.在煤矿中,热导式瓦斯检测仪器主 要用于测定高浓度瓦斯.例如:瓦斯抽放管道中瓦斯浓 度的测定;高瓦斯工作面用的高低浓度传感器.风电瓦 斯闭锁装置中;把热导元件和载体催化元件合用,构成 高低瓦斯传感器,并可保护催化元件免受高浓度瓦斯冲 击.
数字显示器 线行放大器 低压差稳压电路
超限保护电路
U/I（U/F）交换器 测量电桥电路
（四）仪器的正确使用 1、操作步骤
（1）仪器的四芯电缆插头接线如图 （2）将仪器悬挂在工作场所。 （3）将四芯电缆插头旋入仪器的电缆插孔，这时仪器表面 的绿色发光管亮，表示仪器电源接通；红灯发光管亮，表示 仪器电流输出（或频率输出）正常，仪器即进入工作状态。 使用注意事项： 1）仪器应固定专人使用维护，严格按使用说明进行操作。非 专职人员禁止使用、拆开仪器和旋动电位器。 2）在使用中避免猛烈摔打、蹦撞。 3）仪器在使用中应建立必要的登记和记录制度，对每一台仪 器的使用、故障等情况逐一记录备案。 4）对仪器的零点、测试精度和报警点要定期调校，一般为半 月一次，若未超差时可继续使用。此外，应及时檫试、清扫 气室内部及仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。
信号负载能力：0---500欧
适应条件：环境温度0----+40摄试度
环境湿度
≤98%
（三）工作原理
传感器电路主要由测量电桥电路、 线性放大电路、U/I变换电路（或 U/F变换电路） 数字显示电路、比较报警电路、 超限保护电路、稳压电路等单元 电路组成。电路原理框图如下：
比较报警器 开关集成稳压电路
借助于敏感元件，对被测物理量进行检测和信号变换， 输出模拟量或开关量信号的装置，称为传感器。传感器主 要由敏感元件、转换器件、测量及变换Βιβλιοθήκη Baidu路和电源等组成 。
敏感元件
转换器件
测量电路
电源
二、传感器的工作原理
（一）瓦斯传感器 矿井空气检测方法：使用便携式瓦斯检测报警 仪，可随时检测作业场所的瓦斯浓度，也可以 使用瓦斯传感器连续实时地检测瓦斯浓度。煤 矿常用的瓦斯检测仪器，按检测原理分类有： 光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式 等，可以根据使用场所、测量范围等要求选择 不同检测原理的瓦斯检测仪器。
煤矿常用的温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻、半导 体PN结、半导体红外热辐射探测器、热噪声、光纤等。热电 偶、热电阻原理在工业（地面）上早已得到广泛应用也很成 功，煤矿井下也应用较多。 （五）风速传感器
风速是煤矿井下通风的参数。即使准确地测定巷道风速，经 济合理的调整风速、风量，对保证井下良好的作业环境、防 止瓦斯几自然发火事故具有非常重要的意义。检测风速的常 用固定式传感器为超声波旋涡式。
（六）烟雾传感器 火灾是煤矿重大灾害之一。因此建立、健全和装备防灭火装
置，加强火灾监测，防止火灾事故，保障煤矿安全具有重要意 义。 火灾探测器按工作原理可分为：感烟探测器、感温探测器、光 辐射探测器、可燃气体探测器。 （七）开关良传感器
在煤矿监控系统中，开关量的地位和比重随着生产自动化水 平的提高而提高。煤矿监控系统采用的开关量传感器主要有设 备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关、温湿度控制、 有烟无烟、电流电压控制等。
• 频率输出：200---1000HZ，线性对应0---4%CH4
显示方式：三位红色数码管数字显示井下10ｍ内清晰
可见。
报警方式：间歇声光讯号
报警范围：.05%---20%CH4连续可调
响应时间：30S
催化元件寿命：使用时间一年
整机工作电压：9—24V
整机工作电流：9V，∠100ｍA；24V， ∠60ｍA
第二节 甲烷检测传感器
通风安全监测工
阿克苏地区煤矿安全技术培训中心
通风安全监测工
第一章 煤矿监测传感器
第一节 传感器
一、简介： 煤矿安全监控的主要内容包括对井下CH4、 CO、O2、CO2等气体浓度的检测，对风速、风量、气压 、温度粉尘浓度等环境参数的检测，对生产设备运行状态 的监测、监控等。
煤矿安全监测主要通过检测仪器来实现。一个简单的检 测仪器通常由传感器、信号变换电路及电源等部分构成。
自燃氧化过程中不断释放一氧化碳，故将其作为自然发火预 报标志性气体，用一氧化碳绝对发生量作为火灾预报标志。
煤矿常用的一氧化碳检测仪器有电化学式、红外线吸收式等， 现广泛使用的是电化学一氧化碳检测仪器。 （三）氧气传感器
煤矿中检测氧气常用的方法主要有气相色普法、电化学法和 顺磁法，现常用的电化学法。 （四）温度传感器
• 一、KG3003Cｒ低浓度甲烷传感器 • （一）特点 • KG3003Cｒ型低浓度甲烷传感器是为了各种类型的矿井环
境检测系统配套研制的。该传动器具有操作方便、读数直 观、工作可靠、体积小、重量轻、功耗低等特点。能够自 动、连续地将环境气体中的甲烷浓度转换为相应的电流输 出（或频率输出），并用红色数码管显示其数值。当甲烷 浓度超限后，能自动发出高强度声光报警。适应煤矿有甲 烷爆炸危险的场所长期使用。 • （二）主要技术指标 • 测量范围：⑴0----4%CH4 • ⑵信号输出：电流输出 1—5ｍA，线性对应0---4%CH 4
(二)一氧化碳传感器 一氧化碳(CO)是一种无色、无臭、无味的气体，对 空气的比重0.97，在空气中含量为13---75%时遇火 爆炸。一氧化碳是有毒气体，吸入人体后，造成人 体组织和细胞缺氧，引起中毒窒息。煤矿火灾、瓦 斯和煤尘爆炸及爆破作业时都将产生大量的一氧化 碳。为了矿工的身体健康，《规程》规定，井下作 业场所的一氧化碳浓度应在2.4×10-5以下。由于煤在
1、催化燃烧式 催化燃烧式气体检测原理为:利用敏感元件对甲烷(或 其他可燃性气体)的催化作用,使甲烷在元件表面上发 生无焰燃烧,放出热量,使元件温度上升,检测元件可随 自身温度变化测定气体温度. 2、热导式
利用被测气体与纯净空气的热导率及混合气体热导率 与浓度的关系,把气体浓度变化转化为相应信号,可构 成热导式检测仪器.在煤矿中,热导式瓦斯检测仪器主 要用于测定高浓度瓦斯.例如:瓦斯抽放管道中瓦斯浓 度的测定;高瓦斯工作面用的高低浓度传感器.风电瓦 斯闭锁装置中;把热导元件和载体催化元件合用,构成 高低瓦斯传感器,并可保护催化元件免受高浓度瓦斯冲 击.
数字显示器 线行放大器 低压差稳压电路
超限保护电路
U/I（U/F）交换器 测量电桥电路
（四）仪器的正确使用 1、操作步骤
（1）仪器的四芯电缆插头接线如图 （2）将仪器悬挂在工作场所。 （3）将四芯电缆插头旋入仪器的电缆插孔，这时仪器表面 的绿色发光管亮，表示仪器电源接通；红灯发光管亮，表示 仪器电流输出（或频率输出）正常，仪器即进入工作状态。 使用注意事项： 1）仪器应固定专人使用维护，严格按使用说明进行操作。非 专职人员禁止使用、拆开仪器和旋动电位器。 2）在使用中避免猛烈摔打、蹦撞。 3）仪器在使用中应建立必要的登记和记录制度，对每一台仪 器的使用、故障等情况逐一记录备案。 4）对仪器的零点、测试精度和报警点要定期调校，一般为半 月一次，若未超差时可继续使用。此外，应及时檫试、清扫 气室内部及仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。
信号负载能力：0---500欧
适应条件：环境温度0----+40摄试度
环境湿度
≤98%
（三）工作原理
传感器电路主要由测量电桥电路、 线性放大电路、U/I变换电路（或 U/F变换电路） 数字显示电路、比较报警电路、 超限保护电路、稳压电路等单元 电路组成。电路原理框图如下：
比较报警器 开关集成稳压电路
借助于敏感元件，对被测物理量进行检测和信号变换， 输出模拟量或开关量信号的装置，称为传感器。传感器主 要由敏感元件、转换器件、测量及变换Βιβλιοθήκη Baidu路和电源等组成 。
敏感元件
转换器件
测量电路
电源
二、传感器的工作原理
（一）瓦斯传感器 矿井空气检测方法：使用便携式瓦斯检测报警 仪，可随时检测作业场所的瓦斯浓度，也可以 使用瓦斯传感器连续实时地检测瓦斯浓度。煤 矿常用的瓦斯检测仪器，按检测原理分类有： 光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式 等，可以根据使用场所、测量范围等要求选择 不同检测原理的瓦斯检测仪器。
煤矿常用的温度传感器有热电偶、热电阻、热敏电阻、半导 体PN结、半导体红外热辐射探测器、热噪声、光纤等。热电 偶、热电阻原理在工业（地面）上早已得到广泛应用也很成 功，煤矿井下也应用较多。 （五）风速传感器
风速是煤矿井下通风的参数。即使准确地测定巷道风速，经 济合理的调整风速、风量，对保证井下良好的作业环境、防 止瓦斯几自然发火事故具有非常重要的意义。检测风速的常 用固定式传感器为超声波旋涡式。
（六）烟雾传感器 火灾是煤矿重大灾害之一。因此建立、健全和装备防灭火装
置，加强火灾监测，防止火灾事故，保障煤矿安全具有重要意 义。 火灾探测器按工作原理可分为：感烟探测器、感温探测器、光 辐射探测器、可燃气体探测器。 （七）开关良传感器
在煤矿监控系统中，开关量的地位和比重随着生产自动化水 平的提高而提高。煤矿监控系统采用的开关量传感器主要有设 备开停、风门开闭、馈电开关状态、风筒开关、温湿度控制、 有烟无烟、电流电压控制等。
• 频率输出：200---1000HZ，线性对应0---4%CH4
显示方式：三位红色数码管数字显示井下10ｍ内清晰
可见。
报警方式：间歇声光讯号
报警范围：.05%---20%CH4连续可调
响应时间：30S
催化元件寿命：使用时间一年
整机工作电压：9—24V
整机工作电流：9V，∠100ｍA；24V， ∠60ｍA