云南矿用传感器概要.ppt

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1、矿用传感器镇江中煤电子有限公司传感器定义将被测物理量转换为电信号输出的装置。并且通常具有显示和声光报警功能的设备。主要由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源构成。敏感元件转换元件测量电路辅助电源传感器基本概念1、量程:量程是指传感器所允许测量被测物理量的量值范围。2、精度:精度是表示传感器的测量值与实际值的接近程度。3、重复性:由于传感器的老化和磨损,在相同的工作状态下,重复地输入一个相同的值时,传感器的输出是不同的。重复性就是指传感器在相同的工作状态下,重复地输入一个相同的值时,其输出的一致程度。4、灵敏度:灵敏度是指

2、传感器的输出增量值与输入增量值之比。传感器供电方式矿用传感器的供电方式有内部供电和外部供电两种。为了满足传感器对电源功率的要求,减少传感器的体积,便于维护,一般都采用外部供电方式。传感器的外部供电方式包括就近供电和集中供电两种。传感器输出信号在矿井监控系统中,被测物理量可分为开关量和模拟量两种。开关量就是只取两种状态的物理量,如采煤机、掘进机、运输机、水泵、风机的开停等。开关量也可以用电压的有无、电流的有无和极性等来表示。1、开关信号:开关信号的输出可以是机械接点,也可以是半导体电路或其它电器元件,这些统称为输出接点,输出

3、接点可以是有源接点,也可以是无源接点。有源接点输出的高电平应不小于+3V,低电平电压应不大于+0.5V。传感器输出信号2、模拟信号:模拟信号主要有电压型、电流型和频率型。电压型模拟信号的电压随被测物理量变化而变化,电压型模拟信号一般为0—5V。电流型模拟信号的电流随被测物理量变化而变化,电流型模拟信号一般为1mA—5mA和4mA—20mA。频率型模拟量的频率随被测物理量变化而变化。频率型模拟信号一般为200Hz—1000Hz,在整个频率范围内其正脉冲和负脉冲宽度均不得小于0.3ms。在矿井监控系统中,最常用的模拟信号是频率

4、型和电流型。传感器的分类分模拟量传感器和开关量传感器。模拟量传感器:甲烷、风速、一氧化碳、温度、水位、负压、压力、氧气、氢气、硫化氢、二氧化碳等。开关量传感器:风门、开停、馈电、烟雾、风筒等。甲烷传感器用途甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所,监测环境甲烷浓度,并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套,适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室,回风巷道等地点固定使用。甲烷传感器工作原理该传感器以多功能超低功耗单片机为中央处理单元,由放大电路、数字

5、显示、声光报警、信号输出等单元电路组成,框图如下:甲烷传感器工作原理传感器电路采用单片机设计,能就地检测显示甲烷浓度值,同时输出频率信号(电流信号、485通讯),供远程采集;能遥控调校零点和灵敏度,并具备故障自检功能,给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源,整机功耗低,有利于延长分站和传感器之间的传输距离。甲烷浓度监测是矿井安全监控的首要内容。当环境中甲烷浓度大于或等于报警浓度时,发出声光报警信号:当环境中甲烷浓度大于或等于断电浓度时,切断被控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁,当甲烷浓度低于复电

6、浓度时解锁。因此,甲烷传感器既是矿井安全监控最重要的设备,又是矿井安全监控必备的设备之一。甲烷是一种可燃性气体,只有在与空气或氧化剂按一定比列均匀混合后才具有爆炸性。甲烷传感器工作甲烷氧气混合物在火源的作用下,完全反应的方程式为:CH4+2O2=2H2O+CO2+Q式中Q为反应放出的热量催化燃烧式甲烷传感器的工作原理是:在传感元件表面的甲烷在催化剂的作用下,发生无焰燃烧,放出热量,使传感元件升温,进而使传感元件电阻变大,通过测量传感元件电阻的变化就可以测出甲烷气体浓度。瓦斯传感器的催化元件是应用热催化原理,瓦斯传感器工作时

7、空气中不能缺少氧气,空气中甲烷的浓度在0—10%范围内变化时,催化反应输出正比于甲烷浓度,当甲烷浓度继续增加时,空气中的氧气被甲烷稀释,催化反应因缺氧不但不增加,反而随甲烷浓度上升而下降,这样,在高低浓度区间对应了一个催化输出值,我们称此现象为二值性。一氧化碳传感器一氧化碳传感器(以下简称传感器)主要用于煤矿井下监测一氧化碳气体浓度。它可以连续自动地将井下一氧化碳浓度转换成标准电信号输送给关联设备,并具有就地显示浓度值,超限声光报警等功能。适用于有自燃倾向的采掘工作面、回风巷、采空区等地点固定使用。温度传感器用途温度传感器

8、(以下简称传感器)是用于监测煤矿井下环境温度或抽放管道内气体温度的传感器,能就地数字显示温度测量值并输出信号至分站。传感器电路采用单片机设计,能就地显示检测温度值,同时输出多种信号,供远程采集;能遥控调校零点和灵敏度,并具备故障自检功能,给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源,使整机功

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