矿井安全监控系统内蒙古煤矿安全技术培训中心2007.10 矿井瓦斯等级的划分 低瓦斯矿井:     矿井瓦斯相对涌出量小于或等于10m3/t且绝对涌出量小于或等于40m3/min的矿井。 高瓦斯矿井： 　　矿井瓦斯相对涌出量大于10m3/t，绝对量大于40m3/min的矿井。 突出矿井： 　　自建井以来发生过一次突出的矿井。                                                                                                                         第一章   矿井安全仪器发展史与监测系统术语                                             一、定义：     对煤矿有毒、有害气体、环境及有关生产环节的机电设备运行状态等进行检测、监视。运用传感器技术、数据传输技术和计算机技术实现数据测量、数据采集、数据分析、数据传输、数据处理，对局部生产环境和过程进行监测和控制的一种矿井安全装备。 二、矿井安全监控系统的术语和定义：  1、煤矿安全测控仪器：    指用于监测煤矿甲烷、一氧化碳、风速、风压等，超限报警或切断被控设备电源的监测监控仪器,包括煤矿安全监控系统,便携式检测仪器等。                          12、馈电传感器 ：连续监测矿井中供电开关负荷侧有无电压的装置。 13、声光报警器：能发出声光报警的装置。 14、断电控制器：控制供电开关的装置。 15、分站：煤矿安全监控系统中用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号的装置。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理，控制执行器工作。 16、开关量:量值只反应高电位和低电位两种状态。如设备开/停、风门开/停。                         17、主机：        主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、控制打印输出、与管理网络联接等。一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或多机备份。 18、故障闭锁功能：       当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或发生传感器、分站断线等故障时，必须切断该监控设备所控制区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。 19、馈电异常 ：      被控设备的馈电状态与系统发出的断电命令或复电命令不一致。                                 目前分为三大类，KJ、TF、A-1系列，其结构基本相同。都是由传感器及执行装置、传输（通信）系统、数据处理系统三大部分构成。                       矿井安全监控系统组成示意图 矿井安全监控系统的组成                                 第二章       传   感   器     传感器的组成：     包括敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分。 敏感元件：直接感受被测量的元件，通过它可以将被测量转换成为与之有确定关系的，便于转换的非电量信号。 传感元件：该信号再通过传感元件，被转换为电参量。 测量转换电路：将传感元件输出的电参量在转换成易于处理的电压、电流或频率。        应当注意的是，不是所有的传感器都有敏感元件和传感元件之分，有些传感器则将两者合二为一。  4）迟滞：      传感器正向特性与反向特性的不一致程度 5）传感器所允许测量被测物理量的量值范围。     用上、下限来表示，上限值又称为满量程值，使用中不宜超量程运行。增加误差，损坏传感器。     传感器质量的好坏对系统的正常运行影响很大，一般人们把它称之为系统的心脏元件。                                 传感器的线性度                                       第二节      甲烷传感器  一、组成及工作原理  组成:主要由电桥电路、线性放大电路、U/I变换电路（或U/F变换电路）数字显示电路、比较报警电路、超限保护电路以及稳压电路等单元电路组成。 工作原理：利用电桥不平衡的原理。甲烷在传感元件（含敏感元件）表面，在催化剂的催化下，发生无焰燃烧，放出热量，使传感元件升温，进而使传感元件阻值增大，破坏了平衡的电桥。使电桥有输出值。进而，产生瓦斯的浓度越高传感元件的阻值越高，电桥输出值越大的线形正比关系。因此，通过测量传感元件阻值变化就可测出甲烷气体的浓度。                                   电桥典型电路     CH4+2O2=CO2+2H2O+H↑   CH4→R1表面温度↑→R1阻值↑→电桥平衡破坏→R1*R2≠R3*R4 →△USC电信号↑→CH4     因涂在铂金丝的催化剂颜色为黑色，故将其称为黑元件。R2是作为桥路补偿元件，其表面未涂催化剂，故呈白色称之为白元件。        电气原理图 高低成正比关系。即输入电压越高则输出的低脉冲信号个数越多。将与瓦斯浓度成正比关系的电信号，再次转换成与瓦斯浓度成正比关系的低频脉冲信号，其个数与瓦斯浓度成正比关系。 二、使用注意事项：   1）本仪器应固定专人使用维护，严格按使用说明书进行操作。非专 职人员禁止使用、拆开仪器和旋动电位器。   2）在使用中避免猛烈摔打、碰撞。   3）仪器应建立必要的登记和记录制度，对每台仪器的使用、故障等情况逐一记录备案。     4）对仪器的零点、测试精度和报警点要定期调校。应及时擦拭、清扫气室内部及仪器外部的煤尘，保持清洁。 5) 更换黑白元件时,需成对更换。 6）甲烷传感器黑白元件的最大杀手是硫化氢气体，在选择设备时要慎重。                                    电桥典型电路                      开关量 1）、风门开/闭传感器：   是一种磁性驱动的接近开关，由干簧开关组件与磁性体组件两部分组成。干簧开关组件贴近磁体后，干簧开关组件内的触头闭合，远离后干簧开关组件触头在自身的张力下自动打开。使用中应将磁体安装在风门的门扇上，干簧开关组件安装在风门的门框上。        2）、设备开停传感器：       利用测定磁场的方式，间接地测定设备的工作状态。通电后的导体周围必定产生磁场，测出电缆周围有无磁场存在，就检测电缆内有无电流通过，即可鉴别设备的开/停状态。利用传感头中的检测线圈，测得磁感应信号，经放大、检波、信号变换及信号输出等环节，将设备的开/停信息传到井下分站。适用于工作电流为10A以上设备。 3)风筒风量传感器:     风筒风量传感器主要用于监测风筒中的风量。当局部通风机停止运转或风筒漏风造成风筒出口风量不足时传感器接点打开，通过甲烷风电闭锁装置，自动切断局扇供风的工作面一切非本质安全电源。            第三章     分    站 3)以一定的时间间隔循环显示被测参数值，显示开关量状态，如风门开/关，设备开/停，馈电等，以及系统通讯状态，供电状态等。 4)具有甲烷超限报警功能，当被测区域风流中甲烷

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