煤矿安全监测监控技术 第二章 矿用传感器 项目二 矿用传感器（教学设计）.docx

《煤矿安全监测监控技术》 课程项目教学策划与设计 教学项目二 矿井安全监测监控系统传感器 计划学时：24 项目 任务1 传感器的分类 时间 实施 地点 瓦斯防治仿真实训室 班级 13通风安全1班 计划学时 6 教师 孙亚楠 目标 1.了解传感器基本知识； 2.掌握各矿用环境气体浓度传感器的使用方法。 任务 内容 与 要求 任务内容： 1.传感器的组成和分类； 2.矿用环境气体浓度传感器。 任务要求： 1.了解传感器各组成部分的功能； 2.掌握甲烷传感器的使用方法； 3.掌握一氧化碳传感器的使用方法 媒介 工作页、多媒体课件、矿用传感器 教学方法 1.设疑引导讨论法2.讲解分析法 教学组织 设疑—组织讨论—问题回答—引导分析—组织讲评 任务实施 步骤 1.设疑问题 （1）传感器由哪几部分组成，各部分的作用？ （2）传感器是如何分类的？ 2.组织讨论 3.组织发言 4.组织评价 授课工作页 任务1传感器的分类 【知识点】 1.熟知各类矿用传感器的用途、结构、工作原理。 2.理解各类矿用传感器的主要技术参数。 1.传感器的组成功用 传感器（又称变换器或变能器） ：将所接收的被测物理量信息按一定规律转换成同种或别种物理量信息的变换器或变能器装置。 （1）检出元件：用于直接感受被测物理量。变换方式有直接变换和间接变换两种。 （2）调理电路：用于将传感器输出的信号调理成显示要求的电信号。 （3）显示器：用于显示被测物理量的数值。 （4）传输道：用于联系仪器各个环节，为个环节的输入和输出提供信息通路。 2.传感器的分类 （1）按能量传递方式分类：能量控制型（无源传感器）、能量变换型（有源传感器）、能量传递型（间接传感器）。 （2）按输出信号性质分类：模拟式传感器、数字式传感器。 3.传感器的性能指标 （2）动态特性指标（随时间变化输入信号的响应性能）：动态误差、 响应时间、传递滞后时间。 4.矿用传感器的技术要求 （1）传感器稳定性应不小于15d。 （2）传感器具有模拟量及开关量采集、显示、声光报警功能。 （3）CH4超限断电及CH4风电闭锁的控制执行时间应不大于2s。 （4）传感器及执行器至分站之间的传输距离应不小于2km；分站至传输接口、 分站至分站之间最大传输距离应不小于10km。 （5）向传感器及执行器远程本安供电距离应不小于2km。 5.传感器的构造原理 1）瓦斯传感器 （1）基本组成电路 数字显示电路 数字显示电路 比较报警电路 线性放大电路 U/I交换电路 测量电桥电路 低压差稳压电路 开关集成稳压电路 超限保护电路 （2）检测原理 4 4 CO → 5 6 3 2 1 2）CO传感器 （1）结构原理 1—电解槽：作为容器主体； 2—对极C：起氧化还原作用； 3—电解液：H2SO2 ； 4—参比电极R：保持与W极之间 电位差使CO能氧化； 5—工作极W：起电解液氧化反应作用； 6—透气薄膜：过滤吸收CH4、CO2。 （2）检测原理 电化学信号形成过程CO气样→过滤剂和透气薄膜→工作极W→CO与 H2SO2反应→对极C还原反应→形成离子电流i 3）风速传感器 （1）构造组成原理 超声波 超声波 发生器 选频 放大 低频 放大 整形 f/V 转换 检波 显示 （2）检测原理 《煤矿安全监测监控技术》 课程项目教学策划与设计 项目二 矿井安全监测监控系统传感器 计划学时：241 项目任务2 传感器的布置 时间 实施 地点 瓦斯防治仿真实训室 班级 13通风安全1班 计划学时 6 教师 孙亚楠 目标 能正确应用传感器；能绘制传感器布置图 任务内容与 要求 任务内容： 1.矿井安全监测系统传感器的功能； 2.矿井安全监测系统传感器的布置。 任务要求： 1.知道矿井安全监测系统传感器的应用功能； 2.会安装布置矿井安全监测系传感器。 媒介 工作页、多媒体课件、案例资料、传感器 教学方法 1.讲解分析法 2.模拟训练法 教学组织 设置问题—分组讨论—互动陈述—能力训练—讲评 任务实施步骤 1.设置问题 （1）各类传感器的特性； （2）矿井安全监控系统传感器的布置方法。 2.组织讨论 （1）分3个学习小组形势讨论分析； （2）学生结合教材学习项目查找设疑的问题，并写出文字材料。 （3）教师巡回指导。 3.互动发言 （1）学习小组代表针对设疑问题进行陈述。 （2）自由提问答疑。 教学效果 效 授课工作页 任务2 传感器的布置 【知识点】 熟知各类矿用传感器的布置位置。 【技能点】 会设置和安装各类传感器。 实施任务1：采煤工作面瓦斯传感器的设置