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第二节 矿用传感器简介 煤矿中应用的传感器现状 煤矿中应用的传感器发展 检测瓦斯含量的方法 矿用传感器现状 采掘机械化方面 随着综采机械化的发展,目前综采程度已达43%以上,电牵引采煤面已投入使用。综采设备电气控制与检测较普遍采用电压、电流检测。少数采煤机具备速度、功率、油温的传感器及其检侧器。 矿用传感器现状 矿山固定设备方面 提升安全运行,以微机为核心的提升机后备保护装置的开发得到迅速发展,提升机控制使用了行程位置传感器、提升机深度指示器、提升机过卷保护器、电压、电流变送器、功率变送器、防爆磁性开关等。 风机、水泵微机监测系统和压风机自动化监测系统已投入使用。 目前使用的传感器有:电压、电流功率变送器、负压、风速、转速、水泵效率检测、水仓水位、压力、二级排气温度定点式、风包定点、轴承定点式温度、自动风门传感器等。 矿用传感器现状 煤矿电力调度监控系统方面 目前使用的传感器有:电压、电流变送器、有功功率变送器、功率因数传感器。 矿用传感器现状 矿井环境、生产监测、监控系统方面 传感器是实现煤矿安全生产设备自动化必不可少的部份。监测监控系统的传感器齐全程度及系列产品已具备相当水平,井下机电设备开/停检测,由称重传感器、测速传感器等组成的矿用微机皮带秤,监测料仓料位的超声波料位计,本安电容液位计,使用于机电设备外壳温度检测的温度传感器、环境温度、高低浓度瓦斯、水压、超声风速、供电状态、馈电开关、超声计数、一氧化碳、二氧化碳、氧气、负压、烟雾、风门开关等几十种传感器。 矿用传感器现状 矿并运输自动化方面 我国井下主煤运输还是以轨道运输为主,矿用电机车行车安全检测装置中使用了速度、里程累计、电池容量、电池电压、超速报警、架线电压监测等传感器。 80年代以后,随着工作面产量日益增加,在一些大中型矿井中主煤运输逐步被胶带输送机所代替,备有打滑、跑偏、断带、纵撕、物料探测、堆煤、烟雾、温度(轴承、环境)、速度、防尘洒水、灭火洒水等门类齐全的保护装置,真空开关过流过压保护、沿线紧急闭锁保护、电机电流检测等功能,选配有超声料位计、电子胶带秤或核子胶带秤等设备,并有多种故障保护功能。每种传感器都有相应的开关量或模拟量输出,使系统功能更加完善。 矿用传感器发展 传感器技术是实现煤矿自动化技术的基础,而矿用传感器的现状远远不能适应煤矿自动化发展的需要。当今世界,由于微电子学和微处理机技术的飞速发展,用微电子集成芯片组成的电子计算机、以微型机为中心的工业过程控制、以分布式测量组成的多机系统以及区域性网络,已在各行各业领风骚。 矿用传感器发展 矿用传感器发展 煤仓超声波料位计增加,排除干扰信号、进行各种参数的修正,并可自动报警,一台主机可带多个探头等功能; 提升机的行程位置传感器不但显示箕斗的位置,还可计算出箕斗的运行速度,根据给定的速度运行图,自动调节运行速度以达到缩短运行周期,提高运量并能自动运行准确停车的效果。 电参数智能化传感器不仅可测出电流、电压、有功功率、无功功率,还可提供短路、过载,断相以及相位保护等;即使是一台简单的速度传感器,智能化后便可测运转周期、累计转数并且大大扩展了测量范围。 矿用传感器发展 矿用传感器应提供新品、产品系列化、高功能、智能化等来满足发展的需要,与煤矿重要的机电设备有机结合形成新一代的机电一体化的产品。 例如: 采煤机,配双向倾抖度、煤岩分界、油量、油压、油温、轴承温度、电流、电压、振动等,并与微机组成健康检测及故障诊断使采煤机更新换代。同样对液压支架、运输机、转载机等进行开发,使工作面顺槽控制得以实现。 矿用传感器发展 机器人开发 煤炭工业是多种技术综合应用的行业,工种多且作业复杂,可供选择机器人作为开发的目标产品,其选择范围宽,自由度大,如掘进、采煤、凿岩、支护喷浆、水采、消防、救灾等机器人。 机器人开发特点不表现在机械本身,而主要是完善的传感器及完整的软硬件,实现井下无人采煤要研制在规律和不稳定煤层中制导机器的传感器。 机器人内部传感器是用于检测对象和作业环境,需要使用各门类各品种传感器、如加速度、速度、线位移、角位移等内部传感器,视觉、听觉等非接触外部传感器,接触、压觉、滑觉、硬觉等接触外部传感器。 矿用传感器发展 高精度、微型化、集成化、数字化、智能化,已成为发展传感器技术总的途径和趋势。 高精度 为了提高煤矿环境的测控精度,必须使传感器的精度尽可能地高,例如CO传感器,希望测试精度能优于士l%,风速传感器的精度要求优于±2%。 微型化 微型化传感器主要由硅材料构成, 具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成
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