浅谈热催化燃烧式甲烷传感器检测瓦斯的适用性
2023年煤矿安全监测监控高频考点训练2卷合壹-28(带答案)
2023年煤矿安全监测监控高频考点训练2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1套一.全能考点(共100题)1.【判断题】煤矿用设备开停传感器的防爆型式是本质安全型。
参考答案：√2.【单选题】安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有()。
A、领导同意B、安全监控部门同意C、安全措施D、瓦检员参考答案：C3.【判断题】煤矿用设备开停传感器相邻电缆流过不大于2倍相应动作值电流时，开停传感器不应误动作。
参考答案：×4.【单选题】保育员在做好幼儿园室外活动场地的准备工作时，应在婴幼儿到室外进行活动时，()。
A、做好下一个活动的准备B、做好室内卫生C、为其穿好衣服D、为班里开窗通风参考答案：D5.【单选题】带式输送机滚筒下风侧()处应设置烟雾传感器。
A、2mB、5mC、8mD、10E、15m参考答案：D6.【单选题】采煤工作面上隅角甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是()。
A、≥1.0%CH₄，≥1.5%CH₄，＜1.0%CH₄B、≥1.5%CH₄，≥1.5%CH₄，＜1.5%CH₄C、≥0.5%CH₄，≥1.0%CH₄，＜0.5%CH₄D、≥1.5%CH₄，≥2.0%CH₄，＜1.5%CH₄参考答案：A7.【单选题】载体催化甲烷传感元件中毒是指元件工作时遇到了()气体。
A、硫化氢或二氧化硫B、高浓度瓦斯C、一氧化碳D、二氧化碳参考答案：A8.【多选题】用人工呼吸方法进行抢救，做口对口人工呼吸前，应()。
A、将伤员放在空气流通的安全地方B、将伤员平卧，解松伤员的衣扣、裤带、裸露前胸C、将伤员的头侧过，清除伤员口中异物参考答案：ABC9.【判断题】煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是：≥1.0%CH₄、≥1.5%CH₄、〈1.0%CH₄。
参考答案：√10.【单选题】封闭的地面选煤厂内甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是()。
2024年【煤矿安全监测监控】考试题及答案
2024年【煤矿安全监测监控】考试题及答案1、【多选题】《煤矿安全规程》规定，凡井下盲巷或通风不良的地区，都必须及时封闭或（），严禁人员入内。
（AB）A、设置栅栏B、悬挂“禁止入内”警标C、派人站岗2、【多选题】下列人员入井必须携带便携式甲烷报警仪或数字式甲烷报警矿灯（）。
（ABC）A、矿长B、矿技术负责人C、采掘区队长D、水泵司机3、【多选题】下列操作行为属于违章作业的是（）0（ABCD）A、擅自移动、调整、甩掉、破坏瓦斯监控设施B、井下无风坚持作业C、井下带风门的巷道1组风门同时开启D、私藏、私埋、乱扔、乱放或转借（交）他人雷管、炸药4、【多选题】下列气体有毒的是（）。
（ABD）A、一氧化碳B、硫化氢C、二氧化碳D、二氧化硫5、【多选题】人力推车时必须遵守的规定有（）。
（ABCDE）A、1次只准推1辆车，严禁在矿车两侧推车B、同向推车必须保持大于规定间距C、巷道坡度大于7%。
时，严禁人力推车D、推车时必须时刻注意前方，推车人必须及时发出警号E、严禁放飞车6、【多选题】从业人员发现事故隐患或者其他不安全因素，应当立即向（）报告；接到报告的人员应当及时予以处理。
（CD）A、煤矿安全监察机构B、地方政府C、现场安全生产管理人员D、本单位负责人7、【多选题】在煤矿井下搬运伤员的方法有（）。
（ABC）A、担架搬运B、单人徒手搬运C、双人徒手搬运D、车辆搬运8、【多选题】在煤矿井下，瓦斯的危害主要表现为（）。
（BCE）A、使人中毒B、使人窒息C、爆炸和燃烧D、自然发火E、煤与瓦斯突出9、【多选题】模拟量传感器一般是由（）组成。
（ABCE）A、敏感元件B、转换元件C、测量元件D、电桥E、辅助电源10、【多选题】煤矿企业要积极依靠科技进步，应采用有利于职业危害防治和保护从业人员健康的（）°（ABCD）A、新技术B、新工艺C、新材料D、新产品11、【多选题】生产经营单位的从业人员在安全生产方面的权利有（）。
2023年煤矿安全监测监控备考押题二卷合一带答案15
2023年煤矿安全监测监控备考押题二卷合一带答案（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第1卷一.全能考点(共100题)1.【单选题】矿井安全监控设备使用前和大修后，必须按产品使用说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行()方能下井。
A、8hB、12hC、24D、48hE、72h参考答案：C2.【判断题】甲烷报警矿灯出厂标定的报警点为1.0%CH₄，其报警点误差为0.1%CH₄。
参考答案：×3.【判断题】有显示功能的煤矿用设备开停传感器，采用光信号指示时，设备停态为红灯，设备开态为绿灯。
对有电压显示功能的开停传感器，有电压状态为黄灯。
参考答案：√4.【判断题】高瓦斯矿井采煤工作面甲烷超限断电范围是：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。
参考答案：√5.【判断题】矽肺是一种致残性职业病，主要是作业人员吸入大量的含有游离二氧化硅的岩尘所致。
参考答案：√6.【判断题】一台局部通风机可以向2个作业的掘进工作面供风。
参考答案：×7.【单选题】便携式载体催化甲烷检测报警仪报警声级强度在距其()远处应不小于75dB；光信号在暗处的能见度应不小于()远。
A、1m,10mB、10m,20mC、1m,5mD、1m,20m参考答案：D8.【单选题】采区回风巷甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度分别是()。
A、≥0.5%CH4,≥0.5%CH4,＜0.5%CH4B、≥1.5%CH4,≥1.5%CH4,＜1.5%CH4C、≥1.0%CH4,≥1.0%CH4,＜1.0%CH4D、≥1.5%CH4,≥2.0%CH4,＜1.5%CH4参考答案：C9.【单选题】煤矿用电化学式一氧化碳传感器应以10⁻⁶单位表示测量值，采用数字显示，分辨率应不低于()。
A、0.5×10⁻⁶COB、2×10⁻⁶COC、1×10⁻⁶COD、4×10⁻⁶CO参考答案：C10.【判断题】瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器，量程大于40%CH₄时，基本误差为真值的的士10%CH₄。
煤矿类从业人员煤矿安全监测监控工考试题库试卷
煤矿类从业人员煤矿安全监测监控工考试题库试卷1、（判断题）催化燃烧式甲烷传感器一般只用于检测高低浓度甲烷。
参考答案：错误2、（判断题）举报已被责令关闭、停产整顿、停止作业，而擅自进行生产的煤矿，经核查属实，给予举报人奖励。
参考答案：正确3、（判断题）为方便因甲烷浓度超限使被控设备电源停电后的送电工作麻烦，可以设置成自动送电。
参考答案：错误4、（判断题）入井人员乘罐时，要服从井口把钩人员指挥，自觉遵守入井检身制度和出入井人员清点制度。
参考答案：正确5、（判断题）具有声光报警功能的煤矿井下环境监测用传感器，在距其5m远处的声响信号的声压级应不小于80dB,光信号应能在黑暗环境中20m处清晰可见。
参考答案：错误6、（判断题）生产经营单位为从业人员提供劳动保护用品时，可根据情况采用货币或其他物品替代。
参考答案：错误7、（判断题）制定专项措施后，可在停风或瓦斯超限的区域作业。
参考答案：错误8、（判断题）从业人员有权拒绝违章指挥和强令冒险作业。
参考答案：正确9、（判断题）瓦斯检查人员发现瓦斯超限，有权立即停止工作，撤出人员，并向有关人员报告。
参考答案：正确10、（判断题）井下发生险情，避险人员进入避难胴室前，应在外面留有矿灯、衣服、工具等明显标志。
参考答案：正确11、（判断题）二氧化碳是比空气密度高的气体，常积存于巷道的底板、下山等低矮的地方。
参考答案：正确12、（判断题）某乡办小井瓦斯检查工王某，自2005年8月下旬起，已测知井下瓦斯浓度日趋上升，但未及时报告处理。
9月2日，井下爆破时，王某又没有检查瓦斯，结果爆破引起瓦斯爆炸，死伤多人，属于重大责任事故罪。
参考答案：正确13、（判断题）煤矿井下永久性避难胴室是供矿工在劳动时休息的设施。
参考答案：错误14、（判断题）安全生产责任制是“安全第一，预防为主，综合治理”方针的具体体现，是煤矿企业最基本的安全管理制度。
参考答案：正确15、（判断题）在回风流中的机电设备碉室的进风侧，必须设置甲烷传感器。
天然气泄漏检测技术的研究现状(最新版)
( 安全论文 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改天然气泄漏检测技术的研究现状(最新版)Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.天然气泄漏检测技术的研究现状(最新版)摘要：对天然气泄漏检测方法和设备研究现状进行综述，重点讨论光纤吸收法和光干涉法检测天然气的原理、优缺点、相应检测仪器的研发进展。
关键词：天然气泄漏检测；甲烷检测；光纤吸收法；光干涉法ResearchStatusofNaturalGasLeakDetectionTechnologyAbstract：Theresearchstatusofnaturalgasleakdetectionmethodsandequipm entisreviewed．Theprinciples，advantagesanddisadvantagesofopticalfiberabsorptionmethodan dlightinterferencemethodfordetectionofnaturalgas，andtheresearehprogressofthecorrespondingdetectioninstrumen tarediscussed．Keywords：naturalgasleakdetection；methanedetection；opticalfiberabsorptionmethod；lightinterferencemethnd 1概述天然气作为清洁能源，在发电、城市燃气及工业燃气等领域得到了广泛应用。
矿井监测系统中甲烷传感器的设计和应用
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 89【关键词】矿井监测系统 甲烷传感器 设计应用中国是一个煤炭大国，开采的煤炭产量很大。
而瓦斯爆炸一直是煤炭产业发展的绊脚石。
矿井安全监测技术的出现和使用对瓦斯进行监测，从而减少了瓦斯爆炸的发生概率。
20世纪80年代初，中国从波兰，法国，德国，英国和美国引入一些安全监测系统，并先后研制出 KJ2、 KJ4、 KJ8、 KJ10、 KJ13、 KJ19、KJ38、 KJ66、 KJ75、 KJ80、 KJ92等检测监控系统， 目前在我国的煤矿已大量使用。
矿井监测系统中传感器能正确反映测量环境和设备参数。
现在，国内煤矿检测和监测系统的传感器主要包括燃气，一氧化碳，风速、温度，氧气、烟雾、开关量传感器。
这些传感器对煤矿安全监测来说基本够用。
然而，相比较国外的产品，国内传感器在使用年限，校准周期，可靠性方面仍存在较大差距。
一些传感器（例如甲烷传感器）的稳定性较差，尚不能满足客户的需要。
1 甲烷传感器的分类1.1 催化燃烧式催化燃烧式气体监测原理为：敏感元件对甲烷或其他可燃气体的催化作用，使甲烷在部件上无焰燃烧。
释放热量以增高传感元件的温度，并且监测元件可以根据其自身的温度的变化情况来测量气体浓度。
这种气体传感器中所使用的敏感元件是铂丝催化组分和载体催化组分。
1.2 热导式利用被测气体与纯净气体之间的导热系数差异以及混合气体的导热系数与浓度之间的关系，这样将气体浓度的变化规律变成电脉冲，从而制造成气体检测仪器。
在煤矿中，导热甲烷检测仪器一般用来测量高浓度的气体。
例如，确定排气管道中的气体浓度; 高瓦斯工作面的测定。
在风力甲烷阻塞装置中，导热元矿井监测系统中甲烷传感器的设计和应用文/秦新华件和载体催化元件组合形成高浓度和低浓度甲烷传感器，并且可以保护催化元件免受高浓度气体的影响。
瓦斯监测监控技术
浅谈瓦斯监测监控技术摘要：矿井瓦斯爆炸作为严重威胁矿井安全生产和煤矿工人生命安全的元凶之一，受到了各个矿务局、各级政府乃至中央的高度重视，瓦斯浓度监测成为保证煤矿安全的重要措施。
为此，煤炭科研机构和高校研发了基于各种原理的瓦斯浓度传感器。
本文主要介绍四种常用的瓦斯传感器，包括：载体热催化瓦斯传感器，光干涉瓦斯传感器，气敏半导体瓦斯传感器，红外吸收法瓦斯传感器。
并比较了其优缺点。
关键词：瓦斯传感器监测监控矿井瓦斯是井下以甲烷为主的各种气体的总称。
它的主要来源是从煤体和井巷围岩中涌出，其次是来自开采过程中的各种有害气体。
瓦斯气体的主要成分是甲烷（ch4），其主要危害性也来自于甲烷，因此，从狭义来讲，矿井瓦斯所指即为甲烷气体。
甲烷俗称沼气，密度是空气的0.554倍，是一种无毒、无色、无味的易燃易爆气体，通常条件下其爆炸的下限为5%，上限为16%。
我国高瓦斯含量的矿井占全国统配煤矿总数的46%，瓦斯爆炸是矿井中危害程度最高，危险系数最大，发生频率最高，造成损失最严重的灾害之一。
其爆炸后产生的高温高压，能造成人员伤亡、巷道和机电设备严重损坏；爆炸后产生的大量的co气体，是瓦斯爆炸引起人员伤亡的最重要的原因。
瓦斯燃烧、爆炸的发生要具备3个条件:①瓦斯要达到一定浓度:一般情况下瓦斯爆炸浓度为5% -16%，瓦斯浓度低于5% 只能燃烧、大于16%既不燃烧也不爆炸；②要有充足的氧气：氧气浓度要大于12%；③要有高温火源：温度高于650- 750℃。
由此我们不难看出，要想预防、遏制瓦斯爆炸事故的发生，对瓦斯气体进行监测监控成为当前煤矿安全工作的热点话题。
一、载体热催化法瓦斯传感器载体热催化型瓦斯检测仪器是当前煤矿中使用较广泛、应用较普遍的瓦斯检测仪器，是煤矿用来监视矿井瓦斯动态的有效工具。
载体热催化型瓦斯检测仪的基本检测原理是: 元件内部以铂丝为核心，外部以氧化铝为载体，载体上涂有催化剂，当铂丝通过一定的电流且元件处于含有瓦斯的气体中时，表面会产生无焰燃烧，使铂丝因温度升高而增加，实现对瓦斯的检测。
催化燃烧式甲烷测定器检定与使用要点分析
催化燃烧式甲烷测定器检定与使用要点分析作者：冯绍玉王福新来源：《科技风》2016年第07期摘要：甲烷的利用可以为我们的生活提供有效动力，由于其具有易燃易爆的特点，因此我们要利用先进的仪器，采取避免安全隐患的方式来进行甲烷的开采、存储及运输。
催化燃烧式甲烷测定器就是极具代表性的一种高科技仪器。
本文主要介绍了催化燃烧式甲烷测定器的工作原理、分类特点及检定和使用做了概述，并对实际应用的注意事项做了分析。
关键词：催化燃烧式甲烷测定器；原理；特点；检定；使用；注意事项1 催化燃烧式甲烷测定器的分类与特点通常情况下，依据使用特征来划分的话，催化燃烧式甲烷测定器可以被分成固定式与便携式这两大类：1）固定式甲烷测定器。
这种形式的甲烷测定器又被叫做甲烷传感器，其与安全监控系统之间紧密相连，并且相辅相成，能够在煤矿井下构筑起一道有效的瓦斯监测监控网，并以此来对瓦斯浓度的变化规律有一个良好的掌握，确保生产活动与作业人员自身的安全性。
2）便携式甲烷测定器。
从本质上来说，该测定器最大的优点就是携带方便，并且应用起来也相对来说比较灵活。
当我们在运用其进行相关的测量工作时，通常只需要把它放在待测位置中，就能够有效的检测出甲烷的浓度值，并且，当甲烷浓度超限时，其就会发出声光报警信号，来提示相关工作人员安全撤离。
2 测定器的检定2.1 测定基本误差第一，当我们在进行基本误差的测定之前，应当先进行仪器的校准工作，其中主要包括示值校准与零点校准这两种。
然后，在接通电源确保仪器稳定之后，通过使用清洁空气来对仪器零点加以调准，再使仪器进气部位和气体标准物质管路充分相接，并通入1.0%的甲烷标准气体，然后对仪器示值进行适当调整，确保其与标准值一致。
第二，因为仪器在生产的过程中，并不是采用统一的生产标准，因此当我们在进行仪器的基本误差检定时，应当依据仪器型号与使用说明书，并在规定的流量条件之下进行，确保通气流量的稳定性。
第三，就针对于标准的甲烷气体而言，甲烷的质量分数应当遵循由小到大的顺序来对其进行检定，起哄，扩散式仪器的进气时间应当大于等于40s，而吸入式仪器的进气时间则应当大于等于20s，将气路关断后5s内，进行示值的读取。
催化燃烧型瓦斯检测仪器性能特征及影响因素浅析
监测监控技术文章编号:1003-496X(2002)03-0054-02催化燃烧型瓦斯检测仪器性能特征及影响因素浅析谢宝卫,李国斌(淮北矿业集团公司,安徽淮北235000)摘 要:本文介绍了催化燃烧型瓦斯检测仪器的检测原理及主要性能特征并对其影响因素进行了分析,提出了解决存在问题的措施和正确、合理的使用方法。
关键词:催化瓦斯仪;敏感元件;性能特征;影响因素中图分类号:TD712.53 文献标识码:B 催化燃烧型瓦斯检测仪器是当前煤矿中使用最广泛、最普遍的瓦斯检测仪器。
是煤矿用来监视矿井瓦斯动态的有效工具。
由于其技术的不断发展与完善,这种类型的仪器近年来发展迅猛,产品种类繁多,从报警矿灯、便携式瓦斯报警仪到安全监控系统中的低瓦斯传感器,现已占据了煤矿瓦斯检测仪器的主导地位,对煤矿安全生产起到了至关重要的作用。
1 催化燃烧型瓦斯检测仪检测原理催化燃烧型瓦斯检测仪的检测原理为:利用敏感元件(俗称黑白元件)对瓦斯的催化作用使瓦斯在元件表面上发生无焰燃烧,放出热量使元件温度上升,增加了敏感元件铂丝的电阻值。
通过图示的惠斯登电桥测量电路(见图1),可以测量其敏感元件电阻值变化量。
图1 检测电桥图中的r 2为敏感元件,r 1为补偿元件(它与r 2为同一材料只是其表面未涂催化剂不参与催化反应),在无瓦斯的新鲜空气中,r 2 r 1,调整电桥使之平衡,信号输出端电压U AB =0,当风流中有瓦斯时,在敏感元件r 2表面发生催化燃烧,r 2阻值随温度上升而增加为r 2+!r 2而补偿元件r 1阻值不变,从而导致电桥失去平衡。
当采用恒压源E 供电时,电桥输出的不平衡电压为:U A B =r 2+!r 2r 1+(r 2+!r 2)E -E2设r 2=r 1=r !r 2此时U A B =!r 24rE K 1!r 2上式表明,电桥输出电压与瓦斯浓度成正比。
因此在一定的范围内电桥输出电压与瓦斯浓度呈线性。
2 催化燃烧型瓦斯检测仪的主要性能特征及影响因素催化燃烧型瓦斯检测仪器(以下简称仪器)的主要性能特征是由热催化敏感元件的技术性能所决定的。
甲烷传感器原理
0 引言检测瓦斯最有效最经济的方法是催化燃烧方法，即把催化剂氧化钯黑涂在测量元件表面，再配以物理性能相同的参比元件组成测量电桥（黑白元件）。
两只元件用铂丝加热到摄氏400度，当空气中含有可燃气体时，测量元件在催化剂的作用下，在元件表面发生催化反应，使温度上升，通过测量两只元件的温差就能判断出瓦斯的含量[1]。
由于催化元件在检测可燃性气体方面有着电路简单、可靠、廉价等许多的优越性能，在全国煤矿安全检测领域得到了广泛应用。
催化燃烧型瓦斯检测仪器是当前煤矿中使用最广泛、最普遍的瓦斯检测仪器。
是煤矿用来监视矿井瓦斯动态的有效工具。
但是，载体催化元件有个致命的缺陷，就是只能测量4% 浓度以下的甲烷气体，当空气中的瓦斯浓度值超过4% 后，元件就会发生“激活”现象造成永久损坏，使测量范围被局限在很有限的区间里。
如果能够解决催化元件的“激活”问题，那将为煤矿安全带来一场重大的变革。
1 传统的催化燃烧检测的问题传统的检测原理是检测催化元件与参比元件的温差获得浓度信号，随着浓度上升，元件温度必然上升，“激活”现象不可避免。
当被测气体中甲烷浓度大于4% 时，切断桥路的加热电流，然而实践证明，尽管有保护电路存在，还是不能有效保护传感器元件。
根据文献，无论什么配方的催化剂，在表面温度>600℃后，催化剂氧化钯黑都无法抵抗氧化还原反应的发生，结果造成检测元件的损坏。
当催化元件被点燃之后，再切断电源也无法扑灭，元件会一直维持燃烧状态，直到将其烧毁为止。
而在高浓甲烷环境下，很小的能量“触发”就会导致催化元件的完全烧毁，而仪表检测又必须让元件在燃烧状态工作，这就是我们必须要解决的关键。
我们做了这样一个试验，在黑暗的环境中，往试验杯中通以10% 浓度的甲烷气样（9.5％浓度的瓦斯气体具有最强烈的爆炸特性），接通测量桥路电源，让元件进入催化反应状态，检测元件在瓦斯和氧气的反应下立刻发出明亮的光辉；这时立即切断桥路电源，但是催化反应并没有停止，催化反应产生的热量还会维持燃烧，这种燃烧的能量来源于甲烷与氧气的反应，这就是虽然断电保护，但仍然不能有效杜绝“激活”的原因。
浅谈煤矿甲烷检测仪器的校准与管理
浅谈煤矿甲烷检测仪器的校准与管理发布时间：2022-10-24T09:09:16.859Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第12期作者：张洋[导读] 甲烷检测是煤矿现场一通三防和救护工作开展所依赖的重要设备张洋湖南安标检验认证有限公司湖南长沙 410000摘要：甲烷检测是煤矿现场一通三防和救护工作开展所依赖的重要设备，在日常工作体系中，明确甲烷检测仪器校准与管理工作的重要性，明确常用仪器使用特征和校准方法，严格依照日常管理和使用制度要求做好校准和管理工作，确保仪器保持高精度工作状态，对煤矿企业现场生产安全管理工作具有重要的促进意义。
关键词：煤矿；甲烷；检测仪器；校准当前煤矿企业现场生产管理体系中，光干涉甲烷测定仪、催化燃烧式甲烷检测报警仪、甲烷传感器及气相色谱仪等，在不同场景的甲烷检测中都有较为广泛的应用。
通过更为精准的甲烷浓度测定，管理人员能够更好的分析现场甲烷浓度等方面数据，更好的制定和实施现场生产方案，有效提升生产管理安全水平。
1、煤矿甲烷检测仪器校准与管理工作的重要性煤矿井下生产管理体系中，甲烷等有害气体的准确测定是制定生产计划，现场生产组织的基本参考依据，甲烷检测仪器是做好有害气体测定的基本工具。
当前生产管理体系中，多是利用两种或两种以上的仪器设备对现场情况进行同时测定，以更好的提升测定结果精度。
但是由于不同仪器工作原理的差异，在同一时间和地点的测定结果存在较大偏差。
尤其是在过旧巷和采空区等位置，更无法做出精准判断[1]。
因此在测定工作开展中，一方面要选择合适的仪器，确保测定结果的准确性，另一方面则要做好检测仪器的校准与管理工作，确保设备保持良好工作状态，以此才能够根据测定结果制定有效的有害气体防治措施，避免安全事故发生。
2、煤矿常用甲烷检测仪器的使用和校准2.1 光干涉甲烷测定器的使用和校准光干涉甲烷测定器是基于不同密度折射率偏差，在光线经棱镜折射和反射后，会在目镜上产生位移量的差异，测定甲烷或其他气体浓度。
浅谈热催化燃烧式甲烷传感器检测瓦斯的适用性
第3期 （总第 121 期 ） 2009 年 9 月
作者简介 王忠和，男， 1971 年 12 月出生， 1991 年山西省轻工业学校 （ 日用化工专业 ） 毕业，现在大同安德固工程塑料制品有限责任公司 工作，助理工程师。
收稿日期：2009-05-09 修回日期：2009-06-23
Brief Talks of Process for Polyamide 6
UAB =K1ΔRD 。
显然，电桥输出电压取决于敏感元件变化量 ΔRD。瓦 斯传感器就是利用这一原理设计的。由此可知，传感 器的灵敏度、准确性和稳定性就取决于敏感元件自身 的稳定性和使用环境影响因素。 2 2.1 甲烷传感器的技术性能及影响其性能的因素 灵敏度 指某一浓度的甲烷在敏感元件上反应时电桥输出
图 1 甲烷传感器电气原理
电压值与甲烷浓度之比值。外界环境影响，使用条件 变化及元件自身催化活性下降，都会使敏感元件灵敏 度下降。 影响灵敏度的主要因素：①催化剂衰老；②催化 层形态构造变化； ③ 载体表面积减少； ④ 催化剂中 毒；⑤瓦斯在元件上的内扩散受阻，导致瓦斯浓度变 化时元件不响应。
甲烷 （ 即井下瓦斯的主要成分 ） 催化反应总的化 学反应方程式为：
为了遏制煤矿特大瓦斯事故的发生，煤矿配备了 矿井安全监控系统及便携式甲烷检测报警仪，由于载 体催化元件在低瓦斯浓度的环境下性能比较稳定，零 点漂移小，对瓦斯检测的传感头大多采用载体催化元 件，但也不是什么场所、什么环境都适应。这是因为 催化燃烧式甲烷传感器自身局限性和煤矿井下环境恶 劣、环境气体成分随时都有变化造成的。不能认为安 装了矿井安全监控系统及佩带了便携式报警仪就可发 现和控制瓦斯事故的发生，因此探讨热催化燃烧式甲 烷传感器检测瓦斯的适用性非常必要。 1 甲烷传感器的结构及原理 目前我国使用的甲烷传感器大多是催化燃烧式， 其元件结构是由一个带催化剂的敏感元件 （ 俗称黑元 件 ） 和一个不带催化剂的补偿元件 （ 俗称白元件 ）组 成惠斯顿电桥测量电器，见图 1。
影响载体催化元件主要技术性能的因素及防治措施
影响载体催化元件主要技术性能的因素及防治措施陈金虎【摘要】the application of portable gas detection alarming apparatus taking catalytic combustion method as its working principle and methane sensor dominates the coal mine gas detection, and they are the effective tools in the coal mine gas dynamic monitoring. But in a harsh environment their working life is short, and the catalyst attached to the surface of device is vulnerable to poisoning. This paper analyzes in detail the factors affecting its catalytic device main technical performance and puts forward the control measures, providing guidance function for proper use and maintenance of the detecting instrument.%应用以催化燃烧法作为工作原理的便携式瓦斯检测报警仪和甲烷传感器占据了煤矿瓦斯检测仪器的主导地位，是煤矿动态监视矿井瓦斯浓度的有效工具。
但在恶劣环境下使用寿命短，而且元件表面的催化剂易发生中毒等，本文对影响载体催化元件主要技术性能的各种因素进行了认真分析和研究，并提出了防治措施，为正确使用和维护该类检测仪器提供指导作用。
【期刊名称】《河北能源职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(012)001【总页数】3页(P67-68,73)【关键词】甲烷浓度检测仪;催化元件影响因素;防治措施【作者】陈金虎【作者单位】义马煤炭高级技工学校义马煤矿职工中等专业学校,河南义马472300【正文语种】中文【中图分类】TD712.55目前，检测甲烷气体浓度的方法很多，如安全灯法、热传导法、红外光谱吸收法、光干涉法、超声波法、气敏半导体法以及催化燃烧法等等。
催化燃烧型瓦斯检测仪器性能特征及影响因素浅析
活性 炭 。
孔） 充满气室并到达元件 表面 的整个 扩散过程所 占用的时间； ＝是瓦斯在元 件上 的催化反应产 生 热量 ， 温度上升， 和周围进行热交换， 使 并 元件最 终达到平衡所需要的时问。仪器 的响应时间长短
一
是说检测电桥的输 出电压一般对应着两个瓦斯浓 度值， 这就是所谓的“ 元件的双值特性” 见图 ２ ．
般敏感元 件应不低 于 １ 一】 ／ １％ｃ ］ ． ０ ５ ｍＶ （ Ｉ） － ４
图 ２ 元件的双值特性
性能 好 的可达 ３ ＯｍＶ／ １％Ｃ ） 上 ， （ Ｈ４以 这一 指 标
误差小， 这就是线性度不一致 ， 的仪器测量上限 有 甲烷浓度可达 ５％， 有的只能达到 ３％， 这取决于 每台仪器的敏感元件线性 度的好坏 ， 因此更换敏 感元件时， 一定要注意对敏感元件线性度的测试 ， 否则将不能满足仪器在整个量程 内的基本误差符 合要求 。 （） ２ 仪器 的灵敏度 。指某一浓度 的瓦斯在敏 感元件上反应 时， 电桥输 出电压值与瓦斯浓度 之 比值 ， 它取决于敏感元件对瓦斯催化燃烧的速率。
ｌ 值化 燃烧 型嚣斯 检 测仪检 测原理
压源 Ｅ供电时 。 电桥输出的不平衡电压为 ：
一
ｒ±垒 ２
ＹＩ ｒ２ ＋
Ｅ一
设 ２ ＝
ｒ＞ ｘ ＞ Ｚ
催化燃烧型瓦斯检测 仪的检测原理为： 利用 敏感元件 （ 俗称黑 白元件 ） 对瓦斯的催化作用使瓦 斯在元件表面上发生无焰燃烧 ． 出热量使元件 放 温度上升 ， 增加了敏感 元件铂丝的电阻值。通过
ｒ 阻值 不 变 ． 而导 致 电桥 失 去平 衡 。当采 用 恒 从
催化燃烧型瓦斯检测仪器是当前煤矿中使用
煤矿用催化燃烧型甲烷测定器计量标准不确定度评定
煤矿用催化燃烧型甲烷测定器计量标准不确定度评定摘要：甲烷测定器（又称瓦斯计）是煤矿井下大量使用的一种测定矿井空气中甲烷含量的仪器，也是列入国家强检目录的工作计量器具之一，此类仪器主要有光干涉原理和催化燃烧原理两大类型。
煤矿企业为了适应矿井空气中甲烷含量的监测及控制，保证此类仪器的量值一致，准确可靠，是保证煤矿安全生产，保护国家财产和人民生命安全的必要条件之一。
煤矿企业可根据实际情况开展催化燃烧型甲烷测定器计量标准的建立工作，本文主要针对催化燃烧型甲烷测定器计量标准的不确定度评定进行论述。
关键字：甲烷测定器煤矿安全生产不确定度评定一、计量标准的工作原理及其组成1、计量标准的工作原理1.1催化燃烧型甲烷测定器的工作原理：当仪器所处的环境中存在甲烷气体时，由于甲烷在催化元件表面产生无焰燃烧，使检测元件的阻值发生变化，检测元件的桥路失衡产生信号输出，从而实现检测与报警，而信号大小与甲烷含量有关。
1.2 计量标准的工作原理用已知浓度为1%CH4的标准气体，通过流量计以一定的流量通入被检仪器，被检仪器会显示示值，通过调整被检仪器的灵敏度电位器，可使被检仪器的示值与空气中甲烷标准气样的浓度值一致。
然后关闭气源，使被检仪器示值为零，回复零位，再通入其它已知浓度的标准气样，检查仪器示值是否与标准气样浓度值一致。
当仪器示值达到设定的报警点时，仪器发光声报警信号，用声级计可以测量报警声音的强度大小。
1.3 开展量值传递时的检定方法按国家检定规程JJG678-2007《催化燃烧型甲烷测定器》执行。
2、组成开展煤矿用催化燃烧型甲烷测定器主要标准器及配套设备包括浓度为0.5%（mol/mol）、1.1%（mol/mol）、1.5%（mol/mol）、3.0%（mol/mol）的CH4/Air标准气体[1]、可燃易爆气体传感器检定装置、流量计、声级计、电子秒表、温湿度表等二、计量标准的主要技术指标1、标准气体：测量范围：（0～4）%CH4/Air不确定度：Ure1=1.5％（k＝2）2、可燃气体检定装置：流量计测量范围： (60～600)ml/min准确度等级： 4.0级3、环境条件:温度(15～35)℃;湿度＜85%且无干扰气体三、计量标准的量值溯源和传递框图四、计量标准的稳定性和重复性试验本检测报警器检定装置的主要计量标准器是气体标准物质，由于气体标准物质为一次性使用物品，需定期向国家认可和授权的标准物质研究机构购买，其有效期内的稳定性由国家认可和授权的标准物质研究机构保证。
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收稿日期：2009-05-09 修回日期：2009-06-23
Brief Talks of Process for Polyamide 6
为了遏制煤矿特大瓦斯事故的发生，煤矿配备了 矿井安全监控系统及便携式甲烷检测报警仪，由于载 体催化元件在低瓦斯浓度的环境下性能比较稳定，零 点漂移小，对瓦斯检测的传感头大多采用载体催化元 件，但也不是什么场所、什么环境都适应。这是因为 催化燃烧式甲烷传感器自身局限性和煤矿井下环境恶 劣、环境气体成分随时都有变化造成的。不能认为安 装了矿井安全监控系统及佩带了便携式报警仪就可发 现和控制瓦斯事故的发生，因此探讨热催化燃烧式甲 烷传感器检测瓦斯的适用性非常必要。 1 甲烷传感器的结构及原理 目前我国使用的甲烷传感器大多是催化燃烧式， 其元件结构是由一个带催化剂的敏感元件 （ 俗称黑元 件 ） 和一个不带催化剂的补偿元件 （ 俗称白元件 ）组 成惠斯顿电桥测量电器，见图 1。
作者简介 樊雪梅，女，1963 年 9 月出生，1989 年 7 月山西电大毕业，现 在大同煤矿集团公司忻州窑矿工作，助理工程师。
收稿日期：2009-06-12 修回日期：2009-06-30
Brief Talks of the CH4 Sensor's Applicability for Gas Detection
间。为了加速吸湿，可以将制品放进水中并控制温度 为 80℃～100℃ ，而后按制品厚度大小决定处理时间 长短，如此，在数小时后即可达吸湿平衡。 4 结论 对聚酰胺 6 进行预热干燥，加工时对料筒温度 、 喷嘴温度、模具温度、注射压力和时间等工艺条件加 以控制，并对制品进行热处理和调湿处理，可大大提 高制品的外观质量、耐磨性、抗冲强度及尺寸稳定性 等综合性能，提高了产品合格率，降低了原料损耗， 对生产实践具有积极的指导意义，并产生一定的经济 效益。
图环境影响，使用条件 变化及元件自身催化活性下降，都会使敏感元件灵敏 度下降。 影响灵敏度的主要因素：①催化剂衰老；②催化 层形态构造变化； ③ 载体表面积减少； ④ 催化剂中 毒；⑤瓦斯在元件上的内扩散受阻，导致瓦斯浓度变 化时元件不响应。
甲烷 （ 即井下瓦斯的主要成分 ） 催化反应总的化 学反应方程式为：
3.2
针对稳定性应注意的适应问题 传感器的工作参数会不同程度受温度、气体浓度
件输出信号不变的能力 。影响元件稳定的因素很多， 最常见的就是温度的影响。就元件本身来说线性度与 工作温度有关，在一定工作温度范围内，元件输出电 压与瓦斯浓度呈线性关系。随甲烷浓度的增加，催化 反应产生的热量也增加，达到一定温度后则引起测量 上限误差偏大，导致传感器稳定性下降。 2.3 响应时间 指瓦斯浓度发生阶跃变化时，电桥输出信号值达 到稳定值 90% 的时间 。 标准中规定了响应时间，连 续式为 20 s，间断式为 6 s。影响催化元件响应时间 的因素主要有两个方面。一是瓦斯通过扩散孔充满气 室并到达元件表面的整个扩散过程所占用的时间。二 是瓦斯在敏感元件上的催化反应产生热量，使温度上 升，并和周围进行热交换；敏感元件上的催化反应产 生热量，使温度上升，并和周围进行热交换，敏感元 件最终达到平衡所需要的时间。响应时间的长短与元 件尺寸、制作工艺及气室设计、通气方式有关。 3 3.1 使用载体催化元件的适应性 针对灵敏度应注意的适应问题 在使用过程中元件的灵敏度会逐渐降低，要根据 实际情况定期采取清洗粉末冶金罩、零点校准、灵敏 度校准等方法校准元件 。 元件的灵敏度与风向 、 风 速、风量有关，当改变传感器位置或环境风速、风量 变化大时，灵敏度发生变化；传感器应放置在垂直于 风向和风量稳定的位置上，特别是校准时也应在模拟 环境下进行。环境必须有充足的氧气。由甲烷燃烧方 程式可知，燃烧 1 moL 甲烷要消耗 2 moL 氧 。 已知 空气中氧浓度为 21% 可定量燃烧 9.5% 甲烷，但甲烷 要完全燃烧产生的 CO2 和 H2O 会阻止甲烷向元件扩 散，故实际上达不到理论值 。一般甲烷要完全燃烧， 其浓度和所需氧的浓度之间要保证 1:5 的关系。当空 气中甲烷浓度超过 10% 时，催化反应热将随瓦斯浓 度继续增加而下降。因此，在煤矿井下使用中，要特 别注意防止瓦斯传感器在缺氧的环境中使用。如：在 盲巷中；在二氧化碳浓度高的巷道中；在回采工作面 因放炮或古塘塌落，大量瓦斯和二氧化碳涌出，氧气 含量降低，瓦斯传感器会因缺氧指示出不正确结果。
UAB =K1ΔRD 。
显然，电桥输出电压取决于敏感元件变化量 ΔRD。瓦 斯传感器就是利用这一原理设计的。由此可知，传感 器的灵敏度、准确性和稳定性就取决于敏感元件自身 的稳定性和使用环境影响因素。 2 2.1 甲烷传感器的技术性能及影响其性能的因素 灵敏度 指某一浓度的甲烷在敏感元件上反应时电桥输出
Fan Xuemei Abstract： This article introduces the CH4 sensor's structure， principle， technical performance and the factors
affecting its performance，talks the applicability of the supporter catalyst filled element.
的影响，尽管在仪器的设计中做了温度变化补偿考 虑，但是在使用中还是应该远离热源，或温度变化频 繁地点。在开采含硫的煤层中存在 H2S 和 SO2 气体， 在爆破作业中也会释放出 SO2 等气体使元件中毒或在 开拓岩巷中煤岩中的有机硅蒸气等使瓦斯传感器传感 头中的载体催化元件失效。降低催化剂活性，严重时 催化剂完全失去活性，这种现象被称为催化剂中毒 。 催化剂中毒分为暂时性中毒和永久性中毒。硫化物和 氯化物中毒一般是暂时性中毒，暂时性中毒后可恢 复 。 Si、 Sn 等中毒是永久性中毒，是不能恢复的 。 因此，在上述工作环境中要特别注意。可在购买传感 头时选用抗中毒元件，也可使用碱性物质和活性碳吸 收剂吸附 H2S、 SO2 等毒性物质并定期更换吸收剂， 防止失效。传感器元件遇高浓度瓦斯的突然涌出会使 、灵敏度提高，出现零点上漂，而 元件突然“激活” 且短时间不能恢复，造成误报数据，特别是在高突矿 井中由于瓦斯突出更应多加注意。 3.3 针对响应时间应注意的适应问题 空气中甲烷浓度低于 9.5% 时，甲烷能够充分燃 烧，反之不能。甲烷浓度越高，载体催化元件的电阻 变化就越小，这就是载体催化元件的双值性 。因此， 在高瓦斯区域中使用传感器必须使用高低浓度能自动 转换的传感器，不然会因瓦斯浓度高于 9.5% 时而传 感器指标输出数据反而小了，造成误判断。仪器校准 必须按使用说明书定期进行。校准仪器必须规范。校 准流量要和安装地点的风速相吻合，不然会造成很大 的误差值。现场习惯将监控探头甲烷传感器安设在提 料绞车的上方位置，斜巷上下口打点设备 （ 小型隔爆 电器 ） 及打点设备间连接的 127 V 电压的信号电缆 不在监控范围内，再加上传感器监测气体反应时间一 般约在 10 s 多左右，因此监控系统从监测到超限气 体到实现断电控制就存在一定时间的滞后。如果此时 的超限甲烷气体达到爆炸浓度 （ 5% ～ 16% ），沿途经 过的打点信号用的小型隔爆电器设备如有失爆的地 方，或信号电缆护套有被砸破、挤伤，裸露的铜线存 在短路打火情况，都有可能引起瓦斯爆炸，因此必须 予以防范。再如井下抽放泵站内的甲烷传感器安设位 置，有的吊挂在泵体、电机上方，有的干脆就往泵站 (下转第 22 页 ）
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煤
科
技 2009 年第 3 期
TONG MEI KEJI
模具温度对聚酰胺 6 制品性能的影响较大，一般 控制在 60℃～80℃ 。 模具温度高时，制品结晶度高， 耐磨性好；模具温度低，伸长率大，透明性和韧性 好 。 模温过低，厚壁制品各部分冷却速率可能不均 匀，以致制品出现空隙等缺陷。 3 热处理和调湿处理 聚酰胺 6 在成型后还要进行热处理和调湿处理 。 制品脱模后，搁置或退火处理能使它发生收缩，而吸 湿则会引起膨胀，二者相互抵消后，才是制品的最后 尺寸。作为工程零件，要求制品具有一定的尺寸稳定 性，因此为了加速制品脱模后的收缩，最好对制品进 行热处理 。 通常将制品放进烘箱中，在温度 100℃～ 120℃ 下处理一定时间，然后缓慢冷却至室温 。 热处 理还可以收到消除内应力的效果。 为了提高聚酰胺 6 的韧性 、 冲击强度和抗张强 度，还需要进行调湿处理，即将制品放置于相对湿度 为 65% 的大气中一段时间，以使其达到 4% 的吸湿 量。由于这一过程进行缓慢，厚制品往往需要较长时
Key words：machinery manufacturing；non-metallic materials；polyamide 6；injection molding process
（ 上接第 20 页 ） 内一挂，泵在正常运转时，抽气管道处于负压状态不 会泄漏气体，而排气管道处于正压状态，因此甲烷传 感器应安设在被监测对象的下风流中。 总之，在使用热催化燃烧式甲烷传感器时，要注 意传感器的使用环境，在合适的环境中使用，使其发 挥应有的作用，才能为安全生产作保证。
Pt · Pd
——→2H2O+CO2+795.5 kJ CH4+2O2— 图 1 中 RD 为敏感元件 （ 即黑元件 ）， RC 为补偿 元件。将 RD 和 RC 置于同一测量气室中，测量电桥由
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煤
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技 2009 年第 3 期
TONG MEI KEJI
2.2
稳定性 指工作条件保持不变时，在规定的一段时间内元
稳压电源式恒流源供电 。 在无瓦斯的新鲜空气中， RD≈RC，调整电桥使之平衡，信号输出端 UAB=0。当 瓦斯进入气室中，在敏感元件 RD 表面上催化燃烧， RD 阻值随温度上升而增加为 RD+ΔRD，而补偿元件 RC 阻值不变，从而电桥失去平衡 。 当采用恒压电源 E 供电时，输出的不平衡电压为： UAB = RD+ΔRD E- E 。 RC＋ （ RD+ΔR） 2 D