瓦斯检测的流程.ppt

瓦斯检测电路
采用目前常用的热载体催化元件检测瓦斯的浓度。
它由工作元件和补偿元件组成, 将这两个元件分别接在惠斯登电桥上, 在元件的电源端加人高电平时元件开始工作, 当环境中无瓦斯气体时, 调整电桥使之输出为零, 当有瓦斯时, 热催化元件发生氧化一还原反应, 使元件温度升高, 电阻增大, 从而使电桥失去平衡, 输出与瓦斯浓度相应的电压信号,测出该信号即可知瓦斯浓度
催化元件检测原理
传感元件是传感器系统主要元件之一, 被测瓦斯含量由它转换为电信号。载体催化元件由一个带催化剂敏感元件(称黑元件)和一个不带催化剂的补偿元件(称白元件)构成, 2个元件的结构和尺寸均相同。催化元件最里层是铂丝线圈, 外面是载体和催化剂形成的催化外壳。铂丝线圈用于通电加热催化外壳, 维持瓦斯催化燃烧反应所需的温度, 同时又兼作感温元件, 检测在催化反应中催化外壳温度的变化。
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催化燃烧型瓦斯检测仪器
国内外矿井瓦斯检测的传感器大多用的是催化
传感元件,催化燃烧型瓦斯检测仪器是当前煤矿中使
用最广泛、最普遍的瓦斯检测仪器。是煤矿用来监视
矿井瓦斯动态的有效工具。催化燃烧型瓦斯检测仪
的检测原理为[ 2]
: 利用敏感元件(俗称黑白元件)对
瓦斯的催化作用使瓦斯在元件表面上发生无焰燃烧,
放出热量使元件温度上升,增加了敏感元件铂丝的电
阻值, 通过图示的惠斯登电桥测量电路(见图 1) , 可
以测量其敏感元件电阻值变化量。
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催化燃烧型瓦斯检测仪器
1) 优
点。
a) 可以测量 0~ 4 %范围内的瓦斯浓度, 它是当前煤矿中使用最广泛、最普遍的瓦斯检测仪器。
b) 它的输出电压与瓦斯浓度的线性关系符合的非常好,准确性比较高。
c) 可燃气体的选择性好,抗环境干扰的能力强,装置简单,使用方便。
d) 它采用惠斯登电桥法, 该方法灵敏度高, 不使用电表读数, 几乎可以省去人在判读时所形成的
误差。
e) 如果将该装置与单片机的适时控制及数据处理功能相结合, 不仅可精确检测井下空气中的瓦斯浓度, 还能根据瓦斯浓度的大小及时发出声光报警信号
2) 缺
点。
a) 测值稳定性差。传感元件的温升越高,活性衰减的速度越快, 测值稳定性越差。
b) 测量方式精度较低, 检测范围仅为 0~ 4 % ,对于高浓度瓦斯会得到致命的错误。
c) 甲烷传感器输出的微弱信号容易受到污染,有时存在零点漂移和灵敏度的变化。
小信号放大电路
小信号放大电路采用LM358集成运放,放大传感元件输出的小电压信号。电桥输出的较弱的双端信号, 分别经过差分放大,成为较强的单端信号, 送入单片机, 由内部的12 位模数转换器进行A/D 转换。