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二氧化碳传感器在煤矿上的应用

日期:2020-03-31 10:36
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摘要:
C02气体在煤矿井下的主要来源是有机物和煤的氧化煤岩层中涌出、爆破作业及人的呼吸等C02无色无味容易被人们所忽视,但当C02浓度达到0.3%时人们出现明显**,>3%时,会刺激**系统,引起呼吸加快,增大吸氧量,达到%时,耳鸣,憋气,呼吸困难浓度过大时,会使C02浓度降低引起缺氧而窒息死亡,它属于窒息气体。因此在煤矿井下通风条件十分有限的环境里,C02气体浓度的多少。直接影响着人的身体健康。
为了保证井下煤矿工人的身体健康,提供适宜的工作环境和条件,提高工作效率,《煤矿安全规程**百条》明确规定,采掘工作面的进风流中C02浓度不得超过0.5%。《煤矿安全规程》**百三十五条规定,矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或c02浓度超过0.75%时,必须马上查明原因,进行处理《煤矿安全规程》**百三十六条规定,采区回风巷采掘工作面回风巷风流 中瓦斯浓度超过1.0%或C02浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员采取措施,进行处理。《煤矿安全规程》一百三十九条规定,采掘工作面风流中C02浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。由此可见,二氧化碳传感器和二氧化碳变送器在煤矿生产中的重要性。
当前,气体的检测技术有很多,如电化学技术与催化燃烧技术,化学纸带技术,固态金属氧化物技术,红外技术,光电离技术等等。红外技术具有精度和灵敏度高、响应速度快、稳定性和可靠性好、准确度不受被测气体气流速度的影响等优点。因此红外技术成为当前比较流行的气体探测技术,美、英、德等国先后在煤矿井下采用过红外监测技术测试瓦斯浓度并取得了成功,目前已经有非常成熟的产品在现场应用【l】。我国也曾经引进过一些先进的红外监测仪器,如红外测温、红外测距、红外瓦斯探头等,但在我国自行开发红外监测探头进行煤矿环境气体监测的目前还比较少。
气体浓度的红外检测技术是由于不同气体对红外辐射的选择性吸取,不同气体成分在红外波段内有不同的特征吸取波长,根据气体成分对某一特征吸取波长的吸取大小而确定气体的浓度。在非色散红外吸取法中,气体对红外辐射的吸取遵循朗泊 一比尔定律 :=Ioe一L (1)式中——红外辐射的初始能量;——红外辐射被气体吸取后的能量 ;K—— 与气体及辐射波长有关的常数 ;C—— 被测气体的浓度 ;L——辐射通过气体层的厚度。由(1)式可知:通过检测红外辐射经气体吸取后的辐射强度,就可计算出被测气体的浓度。红外二氧化碳传感器是基于物质对红外辐射有选择的原理,它的工作波长是预先确定的,测量的对象是一种或几种预先确定的物质,可以作连续的定量分析。一般红外气体敏感元件的基本组成部分为:红外源(即白炽灯),探头(如热电池,烟火探头),选择适当波长的方法(如光带通过干扰过滤器)和样本元件。辐射从辐射源通过样本元件和波长选择器。波长选择对传感器的相对选择性有相当大的影响。未被样本吸取的辐射被探头测出,对样本中目标气体的浓度值提供测量的结果。样本中的另1个探头(或渠道)被设置成另一种波长,不会被样本中任何可能出现的波长稀释,这通常被用来提供参考测量值 。
该二氧化碳传感器可以在距离电源箱或分站2km以上距离的情况下正常工作。误差小:该二氧化碳传感器**度高,误差在±0.05%内。灵敏度高:反应速度快,响应时间<20S。预热时间短 :预热时间<1 min。无方向性 :CO2传感器不受位置和气流方向及流速的影响。调校周期长:调校周期在3个月以上。寿命长 :整机故障年限>5a。高可靠性:由于不同的气体在红外波段有各不相同的特征吸取波长,所以测量的**度不受其他环境气体的影响。成本低 :由于CO2传感器采用光学原理设计 ,在使用过程中基本没有什么损耗。虽然其初期投资较高些,但总体价格要低于其他类型的传感器。

粤公网安备 44030902000333号

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