怛温电桥测量瓦斯浓度控制模型与实现

当前，在我国大量使用的便携式瓦斯检测仪大都是以催化燃烧式的载体热催化元件来实现对瓦斯浓度的测量。但随着瓦斯浓度的增加，催化反应产生的热量也增加，造成敏感元件的温度上升，使催化元件的表面温度可达800～1000℃，容易造成催化剂的烧结和挥发，使载体的表面积减小、催化活性下降，影响灵敏度。而且800～1000℃的高温也使元件成为一个不安全的因素。在此基础上提出在测量瓦斯浓度的同时，恒定控制热催化敏感元件在瓦斯浓度检测过程中的温度，实现采用载体催化元件，恒温电桥检测瓦斯浓度的控制模型和实现方法。     

测量沼气的载体催化元件的应用及其局限性

测量0-5％甲烷浓度的现代化仪表都建立在催化氧化的基础上。本文探讨了瓦斯浓度传感器的一般特性,较详细介绍了一种普遍使用的瓦斯浓度传感器──载体催化元件。对携带式和连续测量的瓦斯测量器所用的几种载体催化型瓦斯浓度传感器的特性进行了比较,并得出了如下的结论:载体催化元件的主要优点是在连续工作中稳定性好。扼要介绍了使用载体催化元件所制的测量瓦斯的仪表。     

新型全量程甲烷检测仪的设计

瓦斯（CH4、甲烷）灾害事故是煤矿生产中的五大灾害之一,对甲烷浓度的检测是保证煤矿企业安全生产的重要手段。在一般的测量仪器中,为提高甲烷检测仪的浓度测量覆盖范围,通常采用催化元件与热导元件组合的：疗式制造高、低浓度分段指示的甲烷浓度测量方法。在0～5％VOL（体积比浓度）的低浓度范围采用载体催化元件来检测甲烷浓度,但催化元件测量甲烷的浓度范围有限（一般测量的范围为0～5％VOL）,     

基于PWM零点标定的瓦斯传感器设计

针对现有基于载体催化元件的瓦斯传感器需要进行人工调节电位器进行零点和线性的标定,造成大量人力和物力浪费的问题。提出了一种基于PWM(Pulse Width Modulation)零点标定的传感器设计方案,分析了现有载体催化元件测量瓦斯浓度的原理和硬件电路设计、基于PWM零点标定的硬件电路和控制算法、最后介绍了基于PWM零点标定,PWM标定可通过瓦斯传感器的CAN总线通信远程实现。     

测量煤矿瓦斯热效应的载体催化元件

热效应式载体催化元件是利用铂钯金属催化剂浸渍在具有多孔,耐高温、又有一定强度的、特种配方的活性氧化铝载体上,它有对煤矿瓦斯的低温催化燃烧特性,我们用测量加热丝电阻变化或元件周围温度场的变化来指示瓦斯浓度。载体催化元件的制造是在螺旋卷白金丝上复涂由活性氧化铝和销酸铝溶液配制的复     

载体催化元件的制作经验和使用方法

<正> 催化原理的瓦斯(甲烷)检测仪具有准确可靠、使用方便、抗干扰能力强、生产简单和适合在煤矿条件下使用等优点。目前,我国煤矿的固定式瓦斯检测仪已全部采用了热催化原理。催化型瓦斯检测仪主要由一对如图所示的螺旋型催化元件或载体催化元件作为检测瓦斯的传感器。     

非线性补偿在瓦斯自动探测仪中的应用

针对传感器易受温度影响表现出非线性而造成测量精度低的问题,采用催化燃烧式瓦斯气体传感器MC116和温度传感器DS18B20设计了瓦斯自动探测仪,利用处理器ATmega128L作为控制核心,在数据处理阶段加入了非线性补偿,大大提高了测量精度。周围环境中的瓦斯浓度和温度等信息会实时显示在液晶屏1602上,并备份到存储器K9F5608中,一旦瓦斯浓度超标就发出声光报警,提醒工作人员及时撤离,避免矿难事故发生。     

双组分助催化剂瓦斯传感器催化元件的试验研究

由于瓦斯传感器催化元件高温下载体易烧结,活性下降及易毒化,因此尝试用稀土元素对瓦斯传感器催化元件进行改性,对掺杂稀土双组分催化剂的n-Ce-Zr-Al2O3和普通纳米催化剂n-Al2O3的比表面积、活性、稳定性进行试验,试验结果表明,掺杂Ce-Zr助催化剂的催化元件,其反应活性明显增强,在体积分数为1%的CH4下其工作温度比普通催化元件降低约40℃,反应的稳定性也明显增强。将此瓦斯催化元件接入测试模块进行误差测试,试验证明,体积分数为1%～5%的CH4下其最大测量误差约为3%,远小于国家标准,完全符合瓦斯检测要求。     

矿井瓦斯测量中的热催化瓦斯分析方法

俄罗斯斯阔琴斯基矿业研究院卡尔波夫等人发表文章介绍了前苏联和俄罗斯发展热催化瓦斯测量元件的三个阶段。文章指出,瓦斯测量元件的制作工艺可分为三个发展阶段或三代。第一代工艺基于使用标准的γ－Ａｌ２Ｏ３,它是由生产这类产品的工厂以微粒或凝胶状半成品的形式提供的,随后进行机械处理和热处理,并让毛坯成空心小圆柱体,然后将小圆柱体毛坯用铂和钯盐的水溶液进行浸渍,并在钾酸钠水溶液中恢复到金属Ｐｔ和Ｐｄ。把置于空心小圆柱体内或外的铂丝螺旋线圈用作为加热器和温度表。第一代敏感元件的制作工艺用在“红色冶金工人”和“…     

记录式万能瓦斯检定器

<正> 苏联乌克兰科学院地质技术研究所研制出能检测和记录0～50%瓦斯含量的瓦斯检定器,仪器应用了热催化和热导两种测定方法,即在0～5%时用热催化探头,当浓度大于5%时用热传导测定方法,两种测定方法可自动转换。这种记录式万能瓦斯检定器     

红外瓦斯传感器零点校正及温度补偿分析

针对红外瓦斯传感器探头经常受温度变化而影响测量的结果,设计采用了"交互式"的计算方法。在软件程序中实现对传感器的零点校正和温度补偿,使之提高瓦斯浓度检测精度,提高工作环境安全性。实验结果表明,测量准确性大大提高。     

载体催化元件的改进

本发明是关于载体元件电热丝的改进.在元件的电热丝外面涂有催化剂,当瓦斯在催化剂作用下发生反应时,温度上升,电热丝电阻发生变化,从而说明有瓦斯存在.这种电热丝一般作为电桥的一臂,而电桥另一臂则为结构相同但无催化剂的补偿元件.英国专利892,530号所描述的载体元件的金属丝,埋在一层或多层的氧化物或耐火材料所形成的薄膜或珠中,在薄膜或珠的外面有一层催化剂.用上述专利制成的元件,在与某种浓度瓦斯接触时,耐火材料的机械强度变弱,最后发生破裂.因此,这种元件,当与超过化学计算浓度含炭分子的气体(例如烃)相接触时,其强度变弱,可能是由于催化时气体发生裂解,炭沉积在元件内部引起的.由催     

提高催化燃烧型瓦斯报警仪测量精度的有效方法

分析了目前使用的由载体催化元件构成的便携式瓦斯报警仪在使用中测量误差较大和定期校准时间间隔短的原因,采用了自动补偿技术,通过对硬件电路的改进和软件算法的优化,提高了检测瓦斯浓度的准确性,延长了瓦斯报警仪的校准间隔时间。     

基于AVR单片机的煤矿传感器设计

在煤矿中传统使用的瓦斯传感器存在着测量精度低、稳定性差、无法自动预警等问题。文章介绍了一种AVR单片机的煤矿传感器的设计方案,在方案当中的传感器采用了多个瓦斯元件,并采用单片机作为控制核心,采用最小二乘数据融合算法,将多个瓦斯浓度的检测结果进行融合,实现了瓦斯检测反复测试和信息化处理功能,整个实验的结果表明,该瓦斯传感器具有测量精度高、反复测试良好、维护性能高等特点。     

新型全量程甲烷传感器设计

通过改进传统催化燃烧方式的电桥结构,利用单个催化元件实现了催化燃烧方式与热传导方式相结合,解决了传统催化燃烧方式的二值性问题,在保证稳定性的前提下,实现全量程甲烷测量。同时在高浓度甲烷测量时,黑元件处于低温预加热状态,避免了高浓激活现象,延长了催化元件的寿命。     

催化元件的热效应研究

简要介绍了催化元件原理及构造,研究了形状、表面积、材质等内在因素对催化元件热效应的影响;在不同试验条件下测量催化元件的最高表面温度,分析并总结出试验的最不利条件。通过理论分析的方式研究影响热点燃的因素,最终提出本安型催化元件判定原则。     

载体催化元件

<正> 煤矿甲烷(CH_4)是造成瓦斯爆炸和窒息事故的主要气体,及时、准确地测定矿井空气中甲烷浓度,采取预防措施,就能防止瓦斯可能引起的事故。 目前对煤矿甲烷浓度的测定主要运用热催化原理,热导原理,光干涉原理等三种。此外,气敏半导体,激光原理,固体电解电池等也逐步从研究走向使用。 作为热催化原理测定甲烷浓度的仪器,如遥测仪和报警器,因操作简单,国内外仍     

红外线瓦斯传感器在井下的试用

本文介绍了一种新型的红外线传感器。通过试用考察，认为这种仪器比传统的采用黑白元件和热导元件的传感器具有较明显的优点，特别是能够连续、准确地观测瓦斯突出时的瓦斯浓度变化全过程，为防突综合分析提供了可靠的参数。     

管道型红外甲烷传感器在负压抽采管路中的检测技术研究

为解决煤矿井下瓦斯抽采过程中负压抽采管路中的瓦斯气体自然扩散到气室难度大,且需要有效滤水滤尘,同时抽采管路的负压变化也会对红外甲烷传感器测量数据产生影响问题,研究新型专用气路装置将传感器气室与抽采管路连接,同时在气室中内置红外探测敏感元件和压力采集元件,对瓦斯浓度和压力数据进行采集并建立压力补偿算法模型,进行瓦斯浓度测量值修正。结果表明:传感器气路装置可实现负压抽采管路中的瓦斯气体自然扩散到气室,压力补偿算法模型可消除抽采管路中负压对瓦斯浓度测量数值造成的影响。     

基于单片机的煤矿瓦斯自动检测系统

根据载体催化元件检测瓦斯的工作原理,以单片机AT89C51为中央处理单元,研制开发了一种催化燃烧型瓦斯自动检测报警装置.介绍该瓦斯自动检测系统的硬件设计和软件设计,以及抗干扰设计.