甲烷传感器误报警发生原因分析及防范措施.doc

甲烷传感器误报警发生原因分析及防范措施 一、甲烷传感器的分类 根据工作原理将甲烷传感器分为：催化燃烧式甲烷传感器、热导式甲烷传感器、红外吸收式甲烷传感器和激光式甲烷传感器。而我矿使用的低浓度甲烷传感器主要是催化燃烧式甲烷传感器。 二、催化燃烧式甲烷传感器工作原理 催化燃烧式甲烷传感器主要靠传感器下面进气嘴中的黑白元件进行检测工作。黑白元件由一个带催化剂的传感元件（俗称黑元件）和一个不带催化剂的补偿元件（俗称白元件）组成，黑白元件的结构、尺寸完全相同，但白元件表面没有催化剂，仅仅给黑元件作为环境温度补偿使用。这两个元件以铂丝为材料作为电阻和电路板上的另外两个固定电阻构成一个电桥电路，正常情况下在无瓦斯环境中电桥处于平衡状态，传感器显示为零；在有瓦斯的环境中，黑元件在催化剂的作用下发生无焰燃烧，使黑元件温度升高，黑元件铂丝线圈电阻增大，在0%--4%CH4的瓦斯浓度范围内，电阻变化值与瓦斯浓度值成线性变化，因黑元件电阻变化使电桥失去平衡，传感器显示一个相应的数值，即可定义为相应的瓦斯浓度值。当然，在工作现场由于环境温度的变化也会使铂丝线圈电阻发生变化，为克服环境温度变化对甲烷浓度测量的影响，在电桥电路中引入了与黑元件结构、尺寸完全相同的白元件，白元件由于表面没有催化剂，遇到瓦斯表面不会燃烧，白元件铂丝线圈电阻变化仅与环境温度有关，尽而起到抵消黑元件受环境温度变化影响的作用，保证甲烷传感器在各种环境温度下的正常检测使用。 黑白元件及工作原理如图： 三、催化燃烧式甲烷传感器误报警的原因、典型事故及预防措施 在有瓦斯的环境中使用时间过长、传感器进水或长时间震动等都能影响到黑白元件的寿命或使测量电桥失去平衡，引起误报警事故。结合催化燃烧式甲烷传感器工作原理及监控系统多年管理经验，对发生甲烷传感器误报警的原因归结为以下几点： 序号 误报警原因 案例 预防措施 1 甲烷传感器进水或受蒸汽影响，引起元件或电路板短路 ①2012年5月7日1756:46，25采区回风高低浓度甲烷传感器发生误报警，最大值4.05%，持续21秒。具体原因可能是：1、高低浓度甲烷传感器存在质量问题引起的误报警。2、气温升高潮气变大导致甲烷传感器误报警。②2012年6月17日10:27:12，23回风下段配电点甲烷传感器发生误报警，最大值达到2.915%，报警共持续6秒，原因可能是：井下气温升高，巷道湿度增大造成航空插头与监测电缆之间的接线盒受潮，对监测信号产生干扰而引起的误报警。 喷雾、除尘、打顶板锚杆、顶板淋水时应注意甲烷传感器的吊挂位置，防止进水。2、回风流中，气温较高的地点传感器应按要求每月更换，接线盒检查。 2 检修线路时，接线震动频率与瓦斯值频率相同或主传输信号线接错 2012年7月14日10点24分48秒，22轨道73号分站所连接的22回风上段55绞车、24皮带55绞车、22回风耙矸机、24皮带11.4小绞车4个地点的甲烷传感器同时发生报警，其中报警最大值达1.495%，报警共持续10秒，此次报警是因为在连接监控系统主传输线路接线盒时，监控系统主传输线路接触不好，震动产生频率而引起的误报警。 信号线接线时应接线牢固，避免接触不良产生震动频率。 3 线路或传感器受到干扰的频率或谐波频率为400～1000赫兹之间 ①2011年4月22日18时6分2614改造上巷3#抽放钻场发生报警，持续时间共2分2秒，报警最大值为4.02%。2011年4月26日15时4分2614改造上巷3#抽放钻场甲烷传感器报警，共报警2次。第一次持续17秒，报警最大值1.345%；第二次持续1分26秒，最大值为1.305%；2614上巷13#防治水钻场甲烷传感器报警，持续18秒，最大值1.28%。原因为2614工作面上巷变频无极绳绞车电控系统调试过程中因变频器干扰造成误报警。②2012年6月18日早班11:22，北部总回风甲烷传感器发生报警，最大值显示1.415%，持续3秒钟，报警原因是由于监控电源箱的供电电源线刚好有30米左右和北部总回风甲烷传感器信号电缆挂在一起，监控系统受干扰引起误报警事故。 1、。2、监控电源避免从变频设备上接线。 4 甲烷传感器受到碰撞、掉落等震动造成元件电桥电阻断开、传感器转换电路运行当中损坏 ①2011年6月17日14时2分，开三队34轨道迎头甲烷传感器误报警，持续11s，最大值2.34%。原因为：迎头掘进工在扛锚杆时将迎头甲烷传感器碰掉，拾起过程中发生报警。②2011年8月20日07时，2705上巷掘进工作面迎头甲烷传感器发生报警，报警时段最大值为4.05%。原因为：新工人把锚杆竖在地上时碰到了甲烷传感器造成了误报警。③2011年9月28日夜班，28皮带迎头甲烷传感器发生瓦斯报警，报警共2次。第一次持续5秒，最大值