热催化原理在煤矿井下甲烷浓度监测系统中的应用_论文

2 1  N 00 O 2   g 甄  雨  dTcnl yIoai ea    eho g  nvtnHrl o n o d 工 业 技 术  热催化 原 理 在煤矿 井 下 甲烷 浓度 监 测 系统 中的应 用 ①   郭 大 路  ( 坊职业学 院  山东潍 坊  2 1 3 ) 潍 6  1  0 摘 要 : 几年来 , 近 煤矿 重大 . 大事故 频繁发生 , 中, 特 其 瓦斯 爆 炸事故 占了一大部分 , 国家和人 民 的生 命财产造成 了重大损失 。 给 因此及  时 、 确 地 对 易 燃 . 爆 有 毒 有 害 气 体 进 行 监 测 预 报 和 控 翻 已 经 成 为 当前 煤 炭 , 油 , 工 、 力 等 部 门 急 待 解 决 的 重 要 问 题 。 准 易 石 化 电 文  章设计的基 于热催化 原理 的煤矿 井下瓦斯 浓度 监测 系统可精确 . 稳定 。 安全的对 瓦斯苴 测, 实时发现 瓦斯 灾害预 兆, 及时采取 措施 消除  灾害 隐患 。 患 于未 然 。 防   关键 词 : 煤矿  热催化原理  甲烷 浓度苴洲  中图分 类 号 : P   T7 文 献 标 识 码 :  A 文章 编 号 :  4 0 8 ( 0 0 1 () 0 4 - 1 1 7 - 9 x 2 1 )0 b一 0 8 0   6 1煤 矿 气 体 监 测 系统 概 述   基于热催 化原理的 甲烷浓度监测 仪 ,   是 采 用 热 催化 原 理 ( 称 黑 白原 件 ) 头 制  俗 探 成 的 甲烷 浓 度 测 量 仪 , 用于 中 小 型煤 矿  适 井 下 各 作 业 场 所 中测 量 空 气 中的 甲烷 浓  度 。 器 能够 根 据 甲烷 浓 度 报 警 限进 行 声 、 仪   光报 警 , 时 时 间 显示 功 能 。 实   仪 器 由 CPU、 钟 芯 片 、 感 元件 、 时 敏 小  信号 放 大 电 路 、 D转 换 电 路 、 示 电路 、 A/ 显   报警 电路 等 组 成 。 中 CPU是 监 测 仪 的 核  其 心 , 成 数 据 采 集 、 理 、 出 、 示 等 功  完 处 输 显 能 ; 感元 件是 准 确监 测 甲烷 气 体 含 量 的  敏 主 要 元 件 之 一 , 输 出是 与 甲烷 浓 度相 对  其 应 的 电压 信 号 ; 信 号 放 大 电路 则是 用 来  小 放 大 敏 感 元 件输 出 的 电 压 信 号 ; A/D转换  电路把 放 大 了 的 电压 信 号 由 模拟 信 号 变 为  数 字 信号 送 人 c U; 示 电路 则 显 示 实 时  P 显 甲烷 浓 度 和 时 间 ; 警 电 路 对 超 限 甲烷 浓  报 度进 行 报 警 。   该 仪 器 的 特 点是 测量 范 围宽 , 精度 高 ;   结 构 简单 , 本 低 ; 成 可靠 性 和 稳 定 性 好 , 是  种 电 路设 计 新 颖 、 数 测量 准 确 、 作 方  参 操 便 的 矿 用 甲烷 浓 度监 测仪 。   一 应 的 电 压 信 号 , 电压 经过 放 大 电 路 放 大  此 后, 送到 A/ 转 换 , D A加 转换 电 路将 模 拟信  号转换 为数 字信号 送 入CPU, CPU对采 样    值 进 行 数 值 计 算 处 理 后 , 动 显 示 器 显 示  驱 出 被测 气 体 中 的 甲烷 浓 度 值 , 被 测 气 体  若 中 甲烷 浓 度 超 过 报 警 电路 预 定 的数 值 时 ,   报 警 电 路 印发 出 声 、 报 警 信 号 。 钟 芯 片  光 时 用于 产 生实 时 时 间 , 通 过4 数 码 管 显示  并 位 小时和分 。   2. 热催 化元 件的结 构及 工作 原理  2 2 2. . I热 催化 元 件 的 结 构  载体催化元件最里 层是 用0 0 ~0 0 mm  .2 . 5 的 高性能 铂 丝绕 制 的螺旋 圈 , 面是 由三氧  外 化 二 铝 和 催 化 剂 组 成 的催 化 外 壳 。 丝 螺  铂 旋 圈完 成加 热 ; 氧 化 二铝 载 体有 定型 、 三 传  热 和 载 附 催 化 剂 等 功 能 。 化 剂 由 氯 化 钯  催 外加 稳 定 剂 钍 ( u 配 制 而 成 , 降 低 起 燃  T ) 有 元件是补偿元件 , 基本 结 构 和技 术 参 数 与  黑元件相 同, 表面不涂镀催化剂 , 以 , 但 所   它 不 参 加 低 温 燃 烧 。 由于 它 处 于 与 黑元  但 件 相 同 的工 作 环境 中 , 以 , 非 甲烷 浓 度  所 对 变 化 引 起 的 催 化 元 件 阻值 变 化 起 补 偿 作  用, 以提 高 仪 器零 点 稳定 性 和 抗 干扰 能 力 。   使 用 时 一 般 将 黑 白元 件 串 联 , 为 电  作 桥 的一 臂 , 用普 通 电 阻构 成 电桥 的 另一 臂 ,   电桥 的 两 端 加 上 稳 定 的 工 作 电 压 U。 当含  有 甲烷 的 空 气 在 高 温 和 催 化 剂 的 作 用 下 ,   发 生 无 焰燃 烧 , 在 白 元 件 上 则 不 致 使 甲 而   烷 燃 烧 , 而 使 黑 元 件 的 温 度 比 白元 件 的  从 温度高 , 黑元 件 中 的铂 丝 既是 加 热 元件 , 又  是 感 应 温 度 的 热 敏 元 件 , 据 铂 丝 的 正 温  根 度 系 数 的特 性 , 度 升 高时 电阻 增大 , 温 黑元  件 上 的 电压 降 即 增大 , 桥 失去 平 衡 , 出 电 输   个 电压信 号 △ U, 电 压值 的大 小反 映 了  该 一 温 度 、 强选 择 性 、 高 稳 定性 等 功 能 。 加 提 当  载

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