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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 1 测量原理

热 催 化 瓦 斯 传 感 器 , 其 工 作 原 理 是 利 用可燃气体在催化剂的作用下进行无焰燃 烧,产生热量,使元件电阻因温度升高而发 生 变 化, 通 过 惠 斯 顿 电 桥 进 行 瓦 斯 和 电 信 号的转换, 测出甲烷的浓度。

红 外 甲 烷 传 感 器 , 由 于 红 外 光 谱 与 物 质分子的转动、 振动等运动状态有关,当这 种 运 动 分 子 的 电 偶 极 矩 发 生 变 化 时, 就与 入 射 红 外 辐 射 的 交 变 电 场 发 生 耦 合, 使辐 射 的 能 量 转 移 到 分 子 上 , 从 而 使 其 出 现 能

级 跃 迁, 这 样 就 产 生 了 物 质 对 红 外 辐 射 的 吸收。 3.23μm波长的红外光穿过气室时, 气 室 中 的 样 品 具 有 较 强 的 吸 收 , 通 过 对 气 体吸收前的红外辐射能量和被气体吸收后 的红外能量的测量,根据Lambert—Beer(朗 伯 — 比 尔 定 律 , 可 计 算 出 被 测 气 体 的 浓 度 。

2 灵敏度的比较

我们选择在矿井一测试点,把GJG4(A 红 外 甲 烷 传 感 器 与 K G 9701热 催 化 甲 烷 传

表1 响应时间实验比较 图3 甲烷浓度测量对比图

图2 KG9701甲烷传感器测量曲线图

红外甲烷传感器与催化甲烷传感器性能比较研究

卓邦远 吕贤帝 刘海波

(安徽宝龙电器有限公司 安徽宿州 234000

摘 要 :本文通过对采用红外技术设计的GJG4(A红外甲烷传感器与采用催化元件设计市场主流甲烷传感器进行了井下实验对比的研究, 得出利用红外技术原理设计甲烷测量传感器和传统催化元件设计的甲烷测量传感器具有响应时间快,反映灵敏,标校周期长,稳定性高, 维护费用低的优点,成功解决了现有矿用瓦斯检测传感器存在响应速度慢,选择性差,测量精度低、 受硫化氢气体的干扰大,高浓度瓦斯 易造成中毒而无法恢复,使用寿命短,标定周期短的缺陷。 关键词 :红外 催化 传感器 中 图 分 类 号 :TP212.9文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1674-098X(201006(b-0010-02

感 器 挂 在 一 起 , 在 监 控 中 心 截 取 8月 13日 00:00——8月18日09:27时间段甲烷测量曲 线如图1和图2所示。

从图1、 图2看出,瓦斯的浓度随时间的 波 动 频 率 图 1比图2大,因 井 下 的 瓦 斯 浓 度 实时都发生变化,这说明GJG4(A红外甲烷 传感器比KG9701甲烷传感器测量更灵敏。

3 响应时间的比较

在 现 场 对 北 四 总 回 位 置GJG4(A 红外 甲 烷 传 感 器 进 行 了 实 地 观 察 测 量 。 具 体 测 量 方 法 是 :将 G J G 4(A 红 外 甲 烷 传 感 器 与 KG9701传感器放在一起,测量瓦斯浓度升 高时记录较慢的达到升高较快的中间某一 个值时的时间差。 实际试验记录如下:

两种传感器在0.12%~0.30%的瓦斯环 境 中 均 能 恒 定 显 示 相 同 示 数, 说 明 在 此 测 量段测量的准确性基本一致。 以下t(0.25~0.33表示两传感器显示相同示数0.25时开 始,当瓦斯浓度升高时,GJG4(A红外甲烷 传感器显示0.33时开始计时,但浓度继续 升高,当KG9701传感器也显示0.33示数时 的时间。 实测记录如下:

t(0.25~0.33=3.1s t(0.28~0.41=4.1s t(0.31~0.42=5.7s t(0.25~0.30=3.7s

由 于 两 传 感 器 测 量 的 准 确 性 基 本 一 致, 根 据 现 场 瓦 斯 浓 度 忽 高 忽 低 的 特 性 可 知, 当 瓦 斯 浓 度 升 高 时 反 应

较 快

的 传

感

器