瓦斯檢查工崗位技術的論文
瓦斯檢查工崗位技術的論文
瓦斯是具有危險性的物品，因此瓦斯檢查工技術就顯得極其重要了。下面是由學習啦小編整理的瓦斯檢查工技術論文，謝謝你的閱讀。
瓦斯檢查工技術論文篇一：《試論分析煤礦瓦斯檢查工作的主要問題及防范對策》
[摘要]：近年來，社會生產(chǎn)和生活對煤炭資源的需求量不斷增加，對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工作也提出了越來越高的要求。瓦斯是煤礦開采過程中形成的一種易燃氣體，當?shù)V井內(nèi)聚集的瓦斯含量過大，就容易引發(fā)瓦斯事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失，因此煤礦瓦斯檢查工作的有效開展顯得十分重要。
[關鍵詞]：瓦斯事故 瓦斯檢查工作 煤礦生產(chǎn)
煤礦瓦斯事故是影響煤礦生產(chǎn)安全的主要因素，不僅會煤礦生產(chǎn)企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失，也會造成惡劣的社會影響，危害到社會的安定與團結。當前，很多煤礦生產(chǎn)企業(yè)都開展了相應的瓦斯檢查工作，可以對煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯進行及時、全面的監(jiān)測與檢查，并且采取有效的預防措施，降低瓦斯事故的發(fā)生率。
一、煤礦瓦斯事故的危害
瓦斯是存在煤層中的一種與煤伴生的氣體，以甲烷CH4為主的有毒、有害的氣體總稱。由于瓦斯爆炸引起的煤礦安全事故在煤礦事故中占的比例較大，而且產(chǎn)生的后果也較為嚴重。煤礦瓦斯引起的事故，主要有瓦斯窒息、瓦斯燃燒、瓦斯爆炸以及由此而引起的粉塵爆炸等，瓦斯事故通常會造成較為嚴重的人員傷亡，同時也會導致煤礦企業(yè)的經(jīng)濟財產(chǎn)受到損害。引起瓦斯事故的原因，與煤礦開采的自然環(huán)境有密切的關系。蘊含豐富煤礦資源的地質(zhì)環(huán)境通常都較為復雜，而且煤層賦存規(guī)律復雜，瓦斯的含量較大，隨著煤礦開采深度的不斷深化，礦井下面的瓦斯?jié)舛纫搽S之增加，大量的瓦斯涌出如果得不到及時、有效的處理，就容易導致礦井下單位空間內(nèi)的瓦斯含量過高，一旦遇到明火就會引發(fā)嚴重的爆炸事故。另外，有的煤礦企業(yè)施工設備落后，施工人員的安全意識較差，違規(guī)開采的現(xiàn)象普遍存在，也容易造成瓦斯事故的發(fā)生。
二、煤礦瓦斯檢查工作存在的問題
1.對瓦斯檢查工作的重視程度不夠
有些管理者認為，瓦斯檢查工作是煤礦生產(chǎn)中的一項輔助工作，因此將更多的人力和物力投入到煤礦生產(chǎn)工作中，甚至沒有安排相關的瓦斯檢查的工作崗位，很多檢查工作都是由其他管理人員兼任。同時，為了提高煤礦生產(chǎn)效率，有些煤礦企業(yè)都存在不同程度的違章開采工作，即使發(fā)現(xiàn)井下瓦斯含量過大，也沒有采取有效的治理措施，而是繼續(xù)作業(yè)，埋下了很多安全隱患。有的煤礦生產(chǎn)企業(yè)為了應付上級檢查，設置了相應的檢查崗位，也制定了很多外檢查工作管理制度，但是并沒有認真執(zhí)行，使得煤礦檢查工作流于形式，無法發(fā)揮檢查工作的作用。
2.瓦斯檢查人員缺乏責任心
瓦斯檢查人員是煤礦企業(yè)中一個特殊的工作崗位，他們的安全作業(yè)是保證煤礦生產(chǎn)安全性的重要保障。但是有些瓦斯檢查人員并沒有認識到自己承擔的重要責任，在工作時缺少認真、嚴謹?shù)木?，應該認真檢查的點和面都沒有給與足夠的重視，往往是一筆帶過，甚至做出虛假的檢查報告;也有的檢查人員檢測到瓦斯含量超過規(guī)定的標準時，沒有如實填寫，或者認為只是很少量的瓦斯不會引起事故，因此存在僥幸心理，沒有及時上報;有的檢測人員在檢查工作中偷懶、擅自離崗，對自己和其他工作人員的生命安全都會造成威脅。
3.作業(yè)人員對瓦斯檢查工作的錯誤認知
煤礦井下作業(yè)人員的生產(chǎn)效益與他們的工作量有直接的關系，有些作業(yè)人員為了能夠提高自己的生產(chǎn)效益，獲得更多經(jīng)濟利益，對于瓦斯檢查人員的工作十分淡漠，甚至拒絕配合瓦斯檢查人員的工作要求，對于瓦斯檢查人員認為瓦斯含量超標而要求作業(yè)人員停止作業(yè)的行為不予理睬，對于作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)的瓦斯泄露問題也沒有積極匯報，這種行為也無形中影響了瓦斯檢查工作的有效開展。
三、加強煤礦瓦斯檢查工作的對策
1.強化對煤礦瓦斯檢查工作的重視
瓦斯檢查工作是煤礦企業(yè)生產(chǎn)工作中一項重要的內(nèi)容，從煤礦企業(yè)的管理者，到基層的作業(yè)人員都必須要統(tǒng)一思想，加強對瓦斯檢查工作的重視，才能保證瓦斯檢查工作的有效開展。作為管理者，要從思想上重視、戰(zhàn)略上支持，消除以往工作中忽略瓦斯檢查工作的錯誤思想，將瓦斯檢查與煤礦的安全、生產(chǎn)效益掛鉤，將其滲透到日常生產(chǎn)工作中。同時，瓦斯檢查人員也應當正確認識自己的崗位職責，堅持嚴謹、認真的工作態(tài)度，充分發(fā)揮瓦斯檢查工作的作用，提高煤礦安全生產(chǎn)的效率。
2.加強安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查
煤礦企業(yè)要根據(jù)安全生產(chǎn)的要求，采取有效的措施不斷加大安全生產(chǎn)的投入力度，提高煤礦生產(chǎn)的工藝水平和設備水平，提高煤礦生產(chǎn)的效率。同時，通過安全監(jiān)督檢查工作的有效開展，對礦井的瓦斯排放量和瓦斯檢查工作的開展進行定期排查和監(jiān)督，確保各項管理工作的順利開展，提高煤礦瓦斯檢查工作的效率。
3.加強人員素質(zhì)建設
人員的綜合素質(zhì)是影響瓦斯檢查工作效率的重要因素，所以應當重視人員素質(zhì)的培養(yǎng)。首先，要適當改善瓦斯檢查崗位的待遇，激發(fā)管理人員的工作積極性，使更多的人參與到瓦斯檢查工作中，并且在選拔環(huán)節(jié)進行嚴格把關，選拔一批具有較高專業(yè)素質(zhì)和較強責任心的人員加入到瓦斯檢查工作的隊伍中，才能有效的提高瓦斯檢查工作的效率。其次，要定期對瓦斯檢查人員進行專業(yè)的技術培訓和學習活動，傳遞最新的瓦斯檢查工作標準，不斷提高瓦斯檢查人員的專業(yè)素質(zhì)，增強瓦斯檢查人員的工作水平。
4.完善瓦斯檢查管理制度
首先，要針對瓦斯檢查換工作制定相應的管理制度，明確瓦斯檢查工作的重要性，并且對其涉及到的工作內(nèi)容和職責進行明確，將責任落實到具體的崗位和人員，增強瓦斯檢查工作的條理性;其次，加強煤礦檢查工作的現(xiàn)場管理，根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境配備相應的檢查人員和管理人員，尤其加強針對瓦斯聚集地的復查。另外，要定期對現(xiàn)場的檢查結果進行抽檢與核對，確保瓦斯檢查結果的準確性與真實性，在核對的過程中發(fā)現(xiàn)問題應當及時處理，并且發(fā)揮管理制度的約束作用，提高瓦斯檢查工作的效率。
綜上所述，瓦斯災害是影響煤礦企業(yè)生產(chǎn)安全的重要因素，因此必須要重視煤礦瓦斯的檢查工作，并且加強相關工作人員的專業(yè)技術和責任意識，通過科學的煤礦瓦斯檢查預防瓦斯事故的發(fā)生，減少由此而引起的經(jīng)濟損失和人員傷亡，促進煤礦生產(chǎn)工作安全、穩(wěn)定的發(fā)展。
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瓦斯檢查工技術論文篇二：《試談瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)研究與應用》
摘要： 瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)可以直接顯示從地面瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)直接獲得的數(shù)據(jù)，如：瓦斯、風速風量、一氧化碳、煙霧等環(huán)境參數(shù)信息?？梢杂行ПO(jiān)督瓦檢員是否在現(xiàn)場采集的瓦斯數(shù)據(jù)，避免瓦斯檢查工出現(xiàn)假檢、漏檢。強化了瓦斯檢查工的現(xiàn)場檢查，有效的避免了井下采掘工作面的局部瓦斯積聚，避免了瓦斯超限事故的發(fā)生。
關鍵詞： 瓦斯檢查;電子信息;自動傳輸
0 引言
平煤股份八礦是個多煤層同時開采的突出礦井，井下瓦斯檢查點多面廣、作業(yè)現(xiàn)場分散，瓦檢工作至關重要。瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)可以直接顯示從地面瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)直接獲得的數(shù)據(jù)，避免瓦斯檢查工出現(xiàn)假檢、漏檢，杜絕瓦斯超限事故的發(fā)生。
1 總體思路
?、倮矛F(xiàn)有KJ2000N監(jiān)控系統(tǒng)，構建瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)井下采掘工作面瓦斯檢查工所查數(shù)據(jù)可以直接上傳瓦斯調(diào)度，支持傳感器數(shù)據(jù)實時顯示在井下瓦斯檢查電子牌板上。②細化瓦斯檢查操作標準、建立瓦斯超限快速反應和應急管理機制。③使用瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)和煤礦安全生產(chǎn)自動化監(jiān)測監(jiān)控管理系統(tǒng)，規(guī)范煤礦安全生產(chǎn)管理過程，從提高企業(yè)監(jiān)管力度著手，減少人為事故發(fā)生。④依靠實時遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)多人同時對礦井瓦斯情況進行監(jiān)測，掌握礦井瓦斯變化，做到快速響應，追蹤并消除重大安全隱患，為煤礦安全提供可靠的應用平臺。⑤把治理瓦斯放到高于一切的位置，將瓦斯傳感器報警點和斷電點調(diào)低到0.65%，增強了預測事故的能力。⑥制定瓦斯管理預警制度，采掘工作面瓦斯傳感器超過0.5%，進行瓦斯異常原因分析，并下發(fā)瓦斯異常通知單。
2 主要內(nèi)容
2.1 瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)
2.1.1 系統(tǒng)構成 由地面計算機、KTG114礦用光端機、電子瓦斯管理牌板、KDW12電源箱等組成。
2.1.2 工作原理 地面計算機用于讀取KJ2000N瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，把解調(diào)配置的數(shù)據(jù)通過礦光纜環(huán)網(wǎng)防爆交換機，送入KTG114百兆光端機，礦用光端機把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成查分二相碼格式，然后向電子瓦斯管理牌板下置數(shù)據(jù)，可以連接多塊電子瓦斯管理牌板。
2.1.3 電子瓦斯管理牌板安裝位置和顯示的內(nèi)容 ①安裝在下井口的電子瓦斯管理牌板，可以顯示各采區(qū)的風速、重點工作面的瓦斯、一氧化碳、煙霧等數(shù)據(jù)。②安裝在采區(qū)口的電子瓦斯管理牌板，可以顯示各采、掘工作的瓦斯、一氧化碳、煙霧等目的地的環(huán)境參數(shù)，看是否適合職工進入。③安裝在采、掘工作面巷道口的電子瓦斯管理牌板，可以顯示地面?zhèn)魉瓦^來的瓦斯、一氧化碳、風速、煙霧等的環(huán)境參數(shù)，而且，可以直接與采、掘工作面的電子瓦斯管理牌板相聯(lián)，直接獲取現(xiàn)場一手環(huán)境信息。④安裝在采掘工作面巷道口的電子瓦斯管理牌板，可以作為應急監(jiān)測子系統(tǒng)，用作應急搶險使用，在采、掘工作面巷道口可以直接看到巷道里面的狀況，看是否適合搶險人員進入。⑤安裝在采掘工作面里面的瓦斯管理牌板，支持瓦檢員手動遙控輸入當班3-6次的瓦斯、一氧化碳、溫度等參數(shù)，一是就地顯示，二是自動把數(shù)據(jù)返回到瓦斯調(diào)度監(jiān)測主機。⑥安裝在采掘工作面里面的瓦斯管理牌板，可以分布安裝在巷道里面以及機電設備附近，一是方便礦工查看，二是方便瓦檢員錄入數(shù)據(jù)。
2.2 KJ2000N安全監(jiān)控系統(tǒng)
KJ2000N總線型快速反應安全監(jiān)控系統(tǒng)，采用新型的寬帶工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場總線傳輸平臺，實現(xiàn)全數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸，主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)，支持光纖冗余環(huán)網(wǎng)結構;系統(tǒng)采用的KJJ107井下隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機具有高性能以太網(wǎng)交換功能，同時，系統(tǒng)改變了中心站對各個分站巡檢的主從工作方式，取而代之的是多主并發(fā)上傳方式。
2.3 KTG114礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡光端機
2.3.1 結構 KTG114礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡光端機(以下簡稱光端機)具有1路標準百兆光接口，1路標準RS-485接口或1路同步差分二項碼接口，可方便的將分站或其他設備(RS-485)接入環(huán)網(wǎng)或直接與地面中心站通訊。配有備用電池，當交流電源停電時，備用電池自動投入運行。
2.3.2 功能 ①與分站等設備雙向通信功能。②與地面光收發(fā)器等設備雙向通信功能。③初始化參數(shù)設置和掉電保護功能。初始化參數(shù)可通過主站輸入和修改。④可實現(xiàn)光口和差分二相碼/RS485電接口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。⑤電源指示功能，處于直流供電狀態(tài)時，可使用遙控器進行關斷。⑥端口狀態(tài)、通訊狀態(tài)指示功能。⑦電池電量狀態(tài)指示功能。 2.3.3 工作原理 光端機通過光收發(fā)器實現(xiàn)與環(huán)網(wǎng)或其他光系統(tǒng)之間的通訊，通過RS-485接口或同步差分二項碼接口實現(xiàn)與分站或其他終端設備的通訊。計算機下發(fā)數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡傳至光端機的光口，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換傳至網(wǎng)絡模塊，模塊將網(wǎng)絡信號轉(zhuǎn)成標準串口信號后送至單片機，再經(jīng)單片機處理后傳至分站或其他設備;設備返回數(shù)據(jù)又經(jīng)單片機處理傳至網(wǎng)絡模塊，經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳至光收發(fā)器，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后傳至光口，最后又經(jīng)過網(wǎng)絡返回計算機。
2.4 瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)與KJ2000N監(jiān)控系統(tǒng)的配置和通訊
?、侔惭b搜索配置軟件NprotSearchUtility。②運行該軟件，點擊“Search”按鈕，等待搜索結束后會顯示網(wǎng)絡上所有的光端機。③雙擊搜索到的光端機，自動打開WEB(瀏覽器)配置界面，輸入密碼(默認：XD)并回車。④進入光端機默認界面。⑤點擊NetworkSettings，進入IP地址配置界面，根據(jù)實際需要修改后點擊Submit。⑥點擊SerialPortSettings，進入串口配置界面，根據(jù)實際需要修改波特率后點擊Submit。⑦點擊OperationModes，進入工作模式配置界面，在Destinationaddress(目標返回地址)中輸入計算機的IP地址后點擊Sumbit。⑧若需要輸入多臺電腦IP地址，可點擊圖中的AdvancedSettings，進入高級配置界面?？奢斎隝P地址范圍，最多4組。完成后點擊Submit。⑨IP地址、波特率、目標返回地址均配置結束后點擊SaveandRestart，重啟網(wǎng)絡模塊即可。⑩在設置巡檢分站中加入該分站，選擇分站類型，并輸入光端機IP地址即可實現(xiàn)通訊。
3 解決的關鍵問題
?、俳鉀Q了瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)讀取KJ2000N安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的問題。②解決了井下瓦斯數(shù)據(jù)只能依靠監(jiān)測機房進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)瓦斯異常情況逐級上報，通過電子瓦斯管理牌板可以實現(xiàn)人員在井下大巷或者采、掘工作面外口直接看到采掘工作面瓦斯情況。③通過瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)對井下瓦檢員進行監(jiān)督，有效避免了瓦檢員空班、漏檢、假報瓦斯數(shù)據(jù)。④電子瓦斯管理牌板支持現(xiàn)場瓦檢員遙控輸入，能夠?qū)?shù)據(jù)上傳到通風調(diào)度，還可以直接顯示巷道內(nèi)各類傳感器數(shù)據(jù)。⑤通過光纖交換機可以使用井下現(xiàn)有的光纜，減少了材料的重復投入，節(jié)約了材料費，降低了噸煤成本。
瓦斯檢查電子信息自動傳輸系統(tǒng)是八礦認真落實“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”瓦斯治理工作體系的具體體現(xiàn)，實踐證明該系統(tǒng)有效防止了煤礦瓦斯超限事故的發(fā)生，值得在集團大力推廣，為礦井的高產(chǎn)高效提供安全保障。
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瓦斯檢查工技術論文篇三：《淺談瓦斯監(jiān)測監(jiān)控技術》
摘要：礦井瓦斯爆炸作為嚴重威脅礦井安全生產(chǎn)和煤礦工人生命安全的元兇之一，受到了各個礦務局、各級政府乃至中央的高度重視，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測成為保證煤礦安全的重要措施。為此，煤炭科研機構和高校研發(fā)了基于各種原理的瓦斯?jié)舛葌鞲衅?。本文主要介紹四種常用的瓦斯傳感器，包括：載體熱催化瓦斯傳感器，光干涉瓦斯傳感器，氣敏半導體瓦斯傳感器，紅外吸收法瓦斯傳感器。并比較了其優(yōu)缺點。
關鍵詞：瓦斯 傳感器 監(jiān)測監(jiān)控
礦井瓦斯是井下以甲烷為主的各種氣體的總稱。它的主要來源是從煤體和井巷圍巖中涌出，其次是來自開采過程中的各種有害氣體。瓦斯氣體的主要成分是甲烷(CH4)，其主要危害性也來自于甲烷，因此，從狹義來講，礦井瓦斯所指即為甲烷氣體。
甲烷俗稱沼氣，密度是空氣的0.554倍，是一種無毒、無色、無味的易燃易爆氣體，通常條件下其爆炸的下限為5%，上限為16%。
我國高瓦斯含量的礦井占全國統(tǒng)配煤礦總數(shù)的46%， 瓦斯爆炸是礦井中危害程度最高，危險系數(shù)最大，發(fā)生頻率最高，造成損失最嚴重的災害之一。其爆炸后產(chǎn)生的高溫高壓，能造成人員傷亡、巷道和機電設備嚴重損壞;爆炸后產(chǎn)生的大量的CO氣體，是瓦斯爆炸引起人員傷亡的最重要的原因。
瓦斯燃燒、爆炸的發(fā)生要具備3個條件:①瓦斯要達到一定濃度: 一般情況下瓦斯爆炸濃度為5% -16%，瓦斯?jié)舛鹊陀?% 只能燃燒、大于16%既不燃燒也不爆炸;②要有充足的氧氣：氧氣濃度要大于12%;③要有高溫火源：溫度高于650- 750℃。由此我們不難看出，要想預防、遏制瓦斯爆炸事故的發(fā)生，對瓦斯氣體進行監(jiān)測監(jiān)控成為當前煤礦安全工作的熱點話題。
一、載體熱催化法瓦斯傳感器
載體熱催化型瓦斯檢測儀器是當前煤礦中使用較廣泛、應用較普遍的瓦斯檢測儀器，是煤礦用來監(jiān)視礦井瓦斯動態(tài)的有效工具。載體熱催化型瓦斯檢測儀的基本檢測原理是: 元件內(nèi)部以鉑絲為核心，外部以氧化鋁為載體，載體上涂有催化劑，當鉑絲通過一定的電流且元件處于含有瓦斯的氣體中時，表面會產(chǎn)生無焰燃燒，使鉑絲因溫度升高而增加，實現(xiàn)對瓦斯的檢測。其基本測量電路是：
圖中的r2為敏感元件，r1為補償元件(它與r2為同一材料只是其表面未涂催化劑不參與催化反應)，在無瓦斯的新鮮空氣中，通過r2r1調(diào)整電橋使之平衡，信號輸出端電壓U_AB=0。當風流中有瓦斯時，在敏感元件r2表面發(fā)生催化燃燒，r2阻值隨溫度上升而增加為r2+△r2，而補償元件r1阻值不變，從而導致電橋失去平衡。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和物理公式的推導，我們可以發(fā)現(xiàn)電橋輸出電壓與瓦斯?jié)舛瘸烧?，工作中的影響因素?/p>
?、?絲純度和機械強度的影響
鉑絲是元件的骨架，又是發(fā)熱體，電流通過鉑絲后，使元件溫度升高，達到工作溫度。同時，鉑絲也是熱敏電阻，在工作溫度下，由于補償元件的作用，電橋在不含甲烷的空氣中輸出為零。當被測氣體中含有甲烷時，由催化作用引起的化學反應提供一個附加熱量△Q，引起工作元件有一溫升△T，增量△T使工作元件與補償元件溫度不同,因而工作元件有電阻變化△R，從而電橋失去平衡,產(chǎn)生一個與△T成比例的輸出信號。鉑絲的純度直接影響著△R的大小，也就影響輸出靈敏度。此外，鉑絲純度直接影響元件的穩(wěn)定性。當鉑絲純度較差時，鉑絲含有的雜質(zhì)可能在高溫工作過程中緩慢地揮發(fā)出來，如果某些雜質(zhì)對催化劑Pt、Pd等金屬有毒性，則會引起催化劑部分中毒而輸出活性下降。此外，鉑絲變形、脆裂等引起裂紋或掉渣也會引起輸出活性波動。
?、谌趸X影響
Al2O3是一種應用廣泛的載體材料，當它在高溫空氣中工作時，由于其晶型的不斷轉(zhuǎn)化，仍然存在熱穩(wěn)定性問題。經(jīng)過900°C焙燒后，元件載體實際上不是單一晶型的Al2O3，一般以k-Al2O3為主，也有部分A和C型Al2O3成分。伴隨著Al2O3的晶型變化，比表面積、孔結構等一系列特性將發(fā)生變化，這必然會引起輸出活性變化。因此，設法提高Al2O3的熱穩(wěn)定性，對提高元件的工作穩(wěn)定性有很大意義。
?、鄞呋瘎┑挠绊?/p>
催化劑是影響元件長期工作穩(wěn)定性的主要方面，多年來甲烷傳感器的研究，大多集中在改進催化劑的配方和工藝，并取得了很大的進步。目前有價值的研究是利用雙金屬催化劑(又稱合金催化劑)來提高催化劑的穩(wěn)定性。研究結果表明：在Pt、Pd等貴金屬催化劑中加入稀土元素，經(jīng)過合適的工藝處理，可以形成穩(wěn)定性較好的合金催化劑。稀土元素含有豐富的5d空軌道，提供了催化作用的電子轉(zhuǎn)移站，對甲烷氧化反應具有明顯的助催化作用，能顯著提高反應的穩(wěn)定性。同時，Pt、Pd催化劑在載體上的良好的分散度，對提高穩(wěn)定性意義重大。加入某些稀土元素，將提高保持Pt、Pd良好分散度的能力，提高工作穩(wěn)定性。
二、光干涉瓦斯傳感器
其基本原理為：利用瓦斯與空氣對光線的折射率不同而制成。工作原理是：當甲烷室與空氣室同時充入空氣時，兩束光所經(jīng)過的光程相同，則干涉條紋不產(chǎn)生移動。如改變在甲烷室中的氣體成分、溫度或壓力，則因折射率改變，光程也隨之改變，干涉條紋便會發(fā)生移動。當兩室溫度和壓力相等時，干涉條紋的移動量與甲烷濃度成正比。測量這個移動量，便可測定空氣中的甲烷含量。
實驗儀器如圖：由光源1發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡2和狹縫3到達平面鏡4，并經(jīng)其反射與折射形成兩束光，分別通過空氣室5和甲烷室6，再經(jīng)折射棱鏡7折射后，兩束光經(jīng)平面鏡4反射，一同進入反射棱鏡8，再反射給望遠鏡系統(tǒng)9。在物鏡的焦平面上產(chǎn)生干涉條紋。
優(yōu)點：①儀器攜帶方便，性能穩(wěn)定，使用和維護簡單，安全可靠。②不存在儀器中毒、失效或高濃度甲烷激活問題;③高低濃度均可測量，量程有0-10%CH4(精度0。01%)和0-100%CH4(精度0。1%)④壽命長，除電池和燈泡外，幾乎沒有損耗部件，如不考慮機械損傷，可以認為壽命是無限的⑤采用傳統(tǒng)的光干涉原理測量瓦斯?jié)舛?，利用光電耦合器轉(zhuǎn)換成電信號方面有明顯優(yōu)點。⑥選用半導體激光器代替白熾燈光源及用光電池構成柵狀接收器，提高了檢測精度。⑦用分子篩代替?zhèn)鹘y(tǒng)氯化鈣吸收CO2和水蒸汽，消除其對檢測后果影響，并通過物理解吸可連續(xù)重復使用，具有先進性和新穎性，為研究開發(fā)礦用光干涉瓦斯傳感器打下了基礎。 缺點：①受溫度影響較大：這是因為溫度對氣體的密度有影響，導致了氣體折射率改變;②受氣壓影響：儀器的毛細管部分就是為消除此影響而設計的;③耐振性較差：光學部件稍有移動則影響準確度;④檢測選擇性較差：因各種氣體都有自己的折射率，只要它們與被測氣體同時存在，就會對測量結果產(chǎn)生干擾;⑤瓦斯?jié)舛戎甘静恢庇^， 不能連續(xù)測量;⑥瓦斯?jié)舛瘸迺r，不能自動報警。
三、氣敏半導體瓦斯傳感器
氣敏半導體法是以氧化物半導體為基本吸附材料，使甲烷吸附氧化時引起其電學特性(例如電導率)發(fā)生變化，用以檢測瓦斯?jié)舛?。主要氧化物半導體材料有氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈷、氧化鎂等。相對其它類型的甲烷傳感器，氣敏半導體傳感器制造簡單、使用方便、成本低，但也有元件的穩(wěn)定性和選擇性差，對氣體的分辨力弱的缺點。根據(jù)半導體變化的物理性質(zhì)可以分為電阻式和非電阻式兩種。
SnO2是目前廣泛用于對有毒氣體及可燃性氣體(如甲烷)進行檢測的氧化物半導體氣敏材料。SnO2系列氣敏元件有燒結型薄膜型和厚膜型三種，其中燒結型應用最廣泛性。根據(jù)加熱方式，分為直接加熱式和旁熱式兩種。純SnO2氣敏材料一般很少使用。通過在半導體內(nèi)添加Pt、Pd、Au等貴金屬能有效地提高元件的靈敏度和響應時間。催化劑不同，有利于不同的吸附試樣，從而具有選擇性。有科學家在利用溶膠——凝膠法制備SnO2薄膜的過程中，發(fā)現(xiàn)薄膜在摻鋨(Os)后明顯地提高了靈敏度，降低了工作溫度。
四、紅外光譜系數(shù)法
光譜吸收式光纖氣體傳感器是基于分子振動和轉(zhuǎn)動吸收譜與光源發(fā)光光譜的一致性原理。當光通過某種介質(zhì)時，利用介質(zhì)對光吸收而使光衰減這一特性研制成吸收型氣體感器。甲烷分子具有四種固有的振動方式，相應產(chǎn)生四個基頻，波長分別為3.433，6.522，3.312和7.58μm。在近紅外區(qū)，有許多泛頻帶和組合帶。例如，甲烷氣體在1.33和1.67μm附近，都有較強的吸收.通過HITRAN數(shù)據(jù)庫可以查得甲烷在1.33，1.67和3.31μm處的線型強度之比為：1:8:100。可見，甲烷在中紅外區(qū)域的吸收線強度遠遠超過在近紅外區(qū)域的吸收線強度。
其總體由以下四部分
1光學部分：
紅外吸收氣體傳感器由紅外光源、采樣氣室、濾光片和紅外探測器四部分組成。測量熱電探頭和參考熱電探頭均由熱電敏感元件和濾光片組成，只有目標氣體的吸收光譜才能穿越測量熱電探頭濾波片并被熱電敏感元件吸收轉(zhuǎn)化成電信號。熱電探頭產(chǎn)生的信號依賴于氣體吸收紅外光譜后入射輻射的變化。現(xiàn)在我們一般采用兩路探測信號進行對比，一路測量信號(MEA)，一路參考信號(REF)。
2前置放大電路
由于紅外探測器輸出的信號很微弱，A/D芯片無法處理，而且也容易被噪聲淹沒。因此必須經(jīng)過放大后才能對其進行處理。
3濾波電路
濾波電路的作用是對前置放大級的輸出信號進行粗略的
濾波處理，去掉頻率低于基頻而高于二次頻的噪聲信號?？梢哉J為帶通濾波器是由高通濾波器和低通濾波串聯(lián)而成，兩者覆蓋的通帶就提供了一個帶通響應。
4報警及顯示
報警電路由NPN三極管、蜂鳴器、LED和限流電阻組成。由單片機的兩個I/O口控制聲報警方式和光報警方式，實際應用時，可以通過軟件設置選擇其中一種報警方式，也可以兩種都選擇。當瓦斯?jié)舛瘸鲈O定范圍時，由聲光報警裝置提醒井下工作人員。
五、四種瓦斯傳感器的比較
通過對以上四種瓦斯傳感器的分析介紹，我們可以對載體熱催化瓦斯傳感器、光干涉法瓦斯傳感器、氣敏半導體瓦斯傳感器、紅外吸收法瓦斯傳感器四類進行橫向與縱向的比較，如下述表格：
六、瓦斯傳感器未來的發(fā)展
綜合以上各種檢測方法, 載體熱催化瓦斯傳感器、光干涉法瓦斯傳感器、氣敏半導體瓦斯傳感器、紅外吸收法瓦斯傳感器各有自己的優(yōu)缺點。對各種主要技術指標，同種檢測方法難以同時滿足測量需求，因此，往往多種傳感器配合使用。瓦斯傳感器的未來研究方向除了在傳統(tǒng)的半導體氣敏材料氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈷、氧化鎂中摻雜一些元素外，同時進一步研制和開發(fā)紅外、光纖等新型瓦斯傳感器, 應用新材料、新工藝和新技術，對瓦斯傳感器的機理做更深入地研究，使瓦斯傳感器更加小型化和智能化，具有性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、壽命長等特點。隨著科技的進一步發(fā)展和計算機技術、網(wǎng)絡技術、通信技術等高科技手段更大廣泛的應用，測量準確，攜帶方便，精度高，制作簡易，維護方便，價格低廉耐用的新型傳感器必將成為未來的發(fā)展趨勢。
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