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1、 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
2、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 。 1 . 1 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
3、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。 2 . 1 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。
