在煤礦生產(chǎn)中,,隨著煤層采動(dòng),,煤層中往往會(huì)涌出礦井瓦斯。它與空氣混合,,當(dāng)其體積百分比為5%~16%時(shí),,遇明火就會(huì)發(fā)生爆炸,,給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大的威脅。因此,,瓦斯傳感器對(duì)礦井安全顯得非常重要,,瓦斯傳感器核心是黑白原件,經(jīng)常在煤礦惡劣環(huán)境中使用,,單位時(shí)間內(nèi)可能造成黑白原件與過(guò)多的甲烷反應(yīng),,造成與真值相差過(guò)大。所以,傳感器的檢定和日常校準(zhǔn)是保證傳感器的準(zhǔn)確性及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié),。
目前,,礦井中常用的瓦斯傳感器可分為熱導(dǎo)式和熱效式兩大類(lèi)。
熱導(dǎo)式瓦斯傳感器是利用瓦斯與空氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同而測(cè)量瓦斯?jié)舛鹊?。這種傳感器在工作時(shí)需通入恒定的電流,,將其加熱到一定的溫度(180左右),功耗較大,;且其中的半導(dǎo)體熱敏電阻式傳感器受CO2和水蒸汽的影響較大,,元件的一致性和互換性也較差。熱導(dǎo)式瓦斯檢測(cè)儀在測(cè)定低濃度的瓦斯時(shí),,輸出信號(hào)很小,,誤差較大。因此,,這類(lèi)傳感器制成的瓦斯檢測(cè)儀適用于測(cè)量高濃度的瓦斯(5%~100%),。目前這種傳感器在礦井中應(yīng)用較少。
熱效式瓦斯傳感器(又稱(chēng)熱催化式瓦斯傳感器),,其工作原理是利用可燃?xì)怏w在催化劑的作用下進(jìn)行無(wú)焰燃燒,,產(chǎn)生熱量,使元件電阻因溫度升高而發(fā)生變化,,測(cè)知瓦斯的濃度,。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是精度較高,輸出信號(hào)較大(1%CH4時(shí),,輸出電壓可達(dá)15~20mV),,且不受其他燃?xì)夂突覊m存在的影響。它的缺點(diǎn)是元件表面溫度高(300~450),,壽命短(多數(shù)國(guó)家均保證1年),,功耗大(其加熱功率>1w;熱催化元件功耗為0.3~0.75w),,易受硫,、鉛、磷,、氯等的化合物干擾而使催化劑中毒或元件壞死,,降低其靈敏度、準(zhǔn)確度,,甚至誤報(bào)現(xiàn)象,。
傳感器為什么有有效期?質(zhì)量不過(guò)關(guān)的傳感器,,一般1年內(nèi)性能就下降,,如果不能合理有效地進(jìn)行安排校準(zhǔn)與維護(hù),將會(huì)大大縮短儀器的壽命。
礦井的日常標(biāo)校和強(qiáng)制性檢定工作,,都必須嚴(yán)格按照有關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行,。至于校準(zhǔn),是指在規(guī)定條件下,,為確定計(jì)量器具的精度準(zhǔn)確及各功能的校準(zhǔn),。而校準(zhǔn)的規(guī)定是執(zhí)行AQ1029,煤安規(guī)程及JJG678-2007催化燃燒式甲烷測(cè)定器檢定規(guī)程,。
傳感器標(biāo)校必須嚴(yán)格按照規(guī)定程序進(jìn)行,,甲烷傳感器標(biāo)校必須使用未過(guò)期標(biāo)準(zhǔn)氣樣和檢定合格的流量計(jì),標(biāo)準(zhǔn)氣體采用具有國(guó)家承認(rèn)資質(zhì)廠(chǎng)家或部門(mén)所提供的各類(lèi)瓦斯標(biāo)準(zhǔn)氣樣,。
井下標(biāo)校甲烷傳感器的缺點(diǎn):
1,、按照規(guī)定傳感器應(yīng)10天升井一次,目的是對(duì)儀器除濕,、除塵清理,,傳感器連續(xù)在惡劣環(huán)境下使用,不能及時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行有效的除濕,、除塵,,致使墮性氣體影響元件的輕微中毒,及易造成傳感器讀取的數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)偏差較大,,傳感器顯示的示值與上傳的頻率值不符,。
2、長(zhǎng)期使用一種氣造成低端和高端的不準(zhǔn)確性,,易造成上傳失誤,。
3、流量很難控制,。標(biāo)準(zhǔn)的瓦斯傳感器調(diào)校對(duì)流量有嚴(yán)格的控制,是一個(gè)量變過(guò)程,,按元件的通氣屬性先是在流量30~50ml/min觀(guān)察報(bào)警點(diǎn)和斷電值,,然后調(diào)節(jié)流量控制閥把流量調(diào)節(jié)到規(guī)定流量,達(dá)180~200ml/min,。使其顯示值穩(wěn)定,,然而在現(xiàn)場(chǎng)光靠用手?jǐn)D壓氣囊很難控制氣體流量,流量忽高忽低極易造成傳感器標(biāo)校誤差,,致使傳感器不能正確反映瓦斯數(shù)據(jù),。
通過(guò)對(duì)各礦送檢儀器發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題:
1、儀器通入標(biāo)準(zhǔn)氣體后顯示值不變,。
2,、傳感器顯示不正確。
3、漂移穩(wěn)定性差:黑白原件老化,。
4,、空氣中示值不歸零、防震性能差且伴隨示值跳變現(xiàn)象,。
5,、儀器儀表誤差大,零點(diǎn)漂移,,示值不準(zhǔn)等造成儀器儀表穩(wěn)定性差,。
經(jīng)上所述,井下標(biāo)校存在很多弊端,,對(duì)礦井的安全造成很大的隱患,。建議各礦井在符合國(guó)家計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下進(jìn)行校準(zhǔn)或者在礦井所屬區(qū)域的計(jì)量檢定單位進(jìn)行校準(zhǔn)。