物質消耗有有無無
測量範圍窄較寬寬寬
測量精度一般差高高
免標校時間 15天 15天 2個月以上——
高濃衝擊影響有無無無
元件中毒問題有有無無
其他氣體影響有有無有
濕度影響有有有有
使用壽命短短長長
響應時間快一般較快慢
維護周期頻繁頻繁較少較頻繁
在線監測是是是否
煤礦應用時間長長較長長
從對比表中可看到紅外瓦斯傳感器的各項性能都較為突出,特別是測量範圍寬、測量精度高、免標校時間長、使用壽命長和較少量的維護,正是當前煤礦所需要的。特別是一些人手不足且技術實力薄弱的小型煤礦,通過紅外瓦斯傳感器的應用可提高瓦斯監測的準確性和降低傳感器的維護工作量,進一步保證小型煤礦的瓦斯監測的可靠性。
4.紅外瓦斯傳感器在小煤礦推廣的可行性
4.1 國內小煤礦催化瓦斯傳感器使用現狀
目前,國內小煤礦井下用於檢測瓦斯的固定式在線監測用傳感器,主要為采用載體催化式檢測元件的瓦斯傳感器,主要不足表現在:
(1)測量範圍隻能測量0-4%濃度段,高於4%後無法正確測量,並且受高濃衝擊後檢測元件性能不穩定,導致傳感器出現誤報警等異常現象;
(2)部分礦井煤層含硫化氫等氣體,載體催化元件會發生中毒問題,嚴重影響瓦斯傳感器的正確測量,影響礦井安全生產的同時,增加了產品的維修成本;
(3)工作穩定性短,往往達不到10天就需要進行標校,大大增加了對傳感器的維護工作量,部分小煤礦無法投入更多的人力進行傳感器的日常維護。
由於催化式瓦斯傳感器存在著上述問題,越來越多的煤礦特別是小型煤礦,由其人手不足且技術實力相對薄弱,對傳感器的日常維護很難落實到位。需要一種具備全量程測量能力、長時間不用標校、工作相對穩定的瓦斯傳感器替代現有的載體催化式瓦斯傳感器。
4.2 紅外瓦斯傳感器的使用情況
隨著煤礦對紅外瓦斯傳感器需求的增加,國內主要的礦用傳感器生產廠家都對紅外瓦斯傳感器進行了開發,並且發展較為迅速。已有20多家單位取得了紅外瓦斯傳感器的煤礦相關證件,紅外瓦斯傳感器在煤礦應用也越來越多,對傳感器各項性能也在不斷的進行完善。經過多年煤礦的實際使用,紅外瓦斯傳感器使用過程中出現的問題已得到有效的解決。紅外瓦斯傳感器的測量範圍寬、測量精度高、免標校時間長、使用壽命長和較少量的維護等優勢也得到了煤礦用戶的認可。
4.3 紅外瓦斯傳感器成本分析
與催化瓦斯傳感器相比紅外瓦斯傳感器的價格相對較高,而紅外瓦斯傳感器的價格主要取決於紅外檢測元件的價格,元件成本相對較高,直接造成了紅外瓦斯傳感器的成本較高。
但是,紅外瓦斯傳感器所用檢測元件的壽命遠長於催化瓦斯傳感器,同時其工作穩定性也優於催化瓦斯傳感器,從而減少了瓦斯傳感器的日常維護、管理和維修成本,所以紅外瓦斯傳感器的綜合使用成本並不高於催化瓦斯傳感器。
隨著紅外瓦斯傳感器逐步推廣,其檢測元件的用量將逐步增加,相應的紅外檢測元件的價格也將有所下降。同時,國外元件生產企業陸續開始在國內建設生產基地,紅外檢測元件的價格也有望逐步的降低。所以,紅外瓦斯傳感器的成本也會逐步降低。
5.結論
紅外瓦斯傳感器具有測量範圍寬、測量精度高、免標校時間長、使用壽命長和較少量的維護,完全適用於人手不足且技術實力薄弱的小型煤礦,通過紅外瓦斯傳感器的應用,既能提高小型煤礦瓦斯監測的準確性,又能降低了傳感器的維護工作量。
參考文獻
[1]賈伯年,俞樸,宋愛國.傳感器技術[M].南京:東南大學出版社,2007.
[2]王汝琳,王詠濤.紅外檢測技術[M].北京:化學工業出版社,2006.
[3]童師白,華成英.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社(第3版),2003.
[4]劉思偉,李一男,王汝琳.新型礦用紅外瓦斯檢測儀的研製[J].河北理工大學學報自然科學報,2007(4):20-25.
[5]孫宏金.紅外瓦斯傳感器[J].軍民兩用技術與產品,2006 (11):30.