动检测。其缺点是探测元件的寿命较短不能测高浓度瓦斯硫化氢及硅蒸气会引起元件中毒而失效。目前国内外检测瓦斯的仪器广泛采用这一原理。
3热导式
热导式是利用瓦斯与空气热导率之差来实现瓦斯浓度的测定。其优点是热导元件和仪器设计制作比较简单成本低、量程大可连续检测有利于实现自动遥测被测气体不发生物理化学变化读数稳定元件寿命长。其缺点是测量低浓度瓦斯时输出信号小受气温及背景气体的影响较大。
f4红外线式
红外线式是利用瓦斯分子能吸收特定波长的红外线来测定瓦斯浓度。其优点是采用这一原理的仪器精度高选择性好不受其它气体影响测量范围宽可连续检测其缺点是由于有光电转换精密结构使制造和保养产生困难而且体积大成本高耗电多因此推广使用受到一定限制。
5气敏半导体式
气敏半导体的种类较多如氧化锡、氧化锌等烧结型金属氧化物。这一原理是利用气敏半导体被加热到200℃时其表面能够吸附瓦斯而改变其电阻值来检测瓦斯浓度。其优点是对微量瓦斯比较敏感结构简单、成本低。但当浓度大于1CH4时其反应迟钝选择性和线性均较差所以很少用于煤矿井下瓦斯浓度的检测而多用于可燃气体的检漏报警。
6声速差式
在温度为22℃、气压为101325Pa条件下声波在瓦斯中的传播速度为432ms而在清洁空气中为3ms。比较这两种速度就可测定高浓度瓦斯。其优点是读数不受气压影响对背景气体、粉尘及气温变化很敏感其缺点是不适合测量低浓度瓦斯一般只用来检测矿井抽放瓦斯管道中的瓦斯浓度。
根据设计要求及各类检测仪的优缺点本课题设计采用热催化式工作原理。
312热催化元件的结构及工作原理
3121热催化元件的结构
载体催化燃烧式传感器一般被制成一个便于测量的探头探头可以单独设置也可以作为一个独立单元装配在仪器内使用7。探头内部的主要元件是黑元件催化元
f件和白元件补偿元件两个元件分别配置在电桥电路中作为一组桥臂另一组桥臂是两个固定电阻作为电桥的比率臂。与黑白元件相对应为使电桥在无瓦斯状态下处于平衡状态桥路内装有调零电位器W。此外传感器电源应是经过稳压的稳压源。
这种敏感元件的外观图见图31其具有抗气体干扰能力强、选择性好、反应速度快、灵敏度高、线性和稳定性好、功耗低、寿命长等特点。适用于煤矿井下作业环境测量空气中的瓦斯气体浓度。
图31热催化元件外观图
1元件使用环境条件
温度20℃70℃
湿度95RH
风速5ms
大气压力80116KPa
2零点输出空气中的输出电压
V。OmV2OmV
f3灵敏度
M2mV
4传感器对r