
關(guān)于各類傳感器井下標(biāo)校的分析
發(fā)布時間:2016-11-10 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】在煤礦生產(chǎn)中,隨著煤層采動,煤層中往往會涌出礦井瓦斯。它與空氣混合,當(dāng)其體積百分比為5%~16%時,遇明火就會發(fā)生爆炸,給礦井的安全生產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此,瓦斯傳感器對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,單位時間內(nèi)可能造成黑白原件與過多的甲烷反應(yīng),造成與真值相差過大。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。
熱導(dǎo)式瓦斯傳感器是利用瓦斯與空氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同而測量瓦斯?jié)舛鹊?。這種傳感器在工作時需通入恒定的電流,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)式瓦斯檢測儀在測定低濃度的瓦斯時,輸出信號很小,誤差較大。因此,這類傳感器制成的瓦斯檢測儀適用于測量高濃度的瓦斯(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,輸出信號較大(1%CH4時,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,甚至誤報現(xiàn)象。

傳感器為什么有有效期?質(zhì)量不過關(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)校必須使用未過期標(biāo)準(zhǔn)氣樣和檢定合格的流量計,標(biāo)準(zhǔn)氣體采用具有國家承認(rèn)資質(zhì)廠家或部門所提供的各類瓦斯標(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,不能及時對儀器進(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)校對流量有嚴(yán)格的控制,是一個量變過程,按元件的通氣屬性先是在流量30~50ml/min觀察報警點(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)。
通過對各礦送檢儀器發(fā)現(xiàn)的問題:
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,對礦井的安全造成很大的隱患。建議各礦井在符合國家計量檢定標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下進(jìn)行校準(zhǔn)或者在礦井所屬區(qū)域的計量檢定單位進(jìn)行校準(zhǔn)。
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