煤礦井下環(huán)境非常復(fù)雜,生產(chǎn)環(huán)境中有害氣體、粉塵濃度較高,井下環(huán)境安全是煤礦企業(yè)發(fā)展的重要保證。隨著煤礦現(xiàn)代化水平的提高,對(duì)瓦斯防治工作也越來越重視,瓦斯是礦井中主要的有害氣體,它會(huì)導(dǎo)致工作面缺氧、人員窒息以及瓦斯爆炸等嚴(yán)重后果,給井下生產(chǎn)造成巨大的損失。因此為了提高煤礦的安全生產(chǎn)水平,對(duì)礦井瓦斯進(jìn)行檢測(cè)非常重要。
氣體檢測(cè)技術(shù)在煤礦中應(yīng)用比較廣泛,氣體檢測(cè)儀器主要有可燃?xì)怏w報(bào)警器和氫氣(H2)報(bào)警器等。可燃?xì)怏w報(bào)警器可以通過無線傳輸系統(tǒng)與井下監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)現(xiàn)了對(duì)瓦斯?jié)舛鹊淖詣?dòng)控制。氫氣(H2)報(bào)警器來實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣濃度的測(cè)量。
目前,煤礦企業(yè)采用最多的是甲烷、一氧化碳、氫氣等多種可燃?xì)怏w探測(cè)器,而氫氣傳感器在煤礦行業(yè)中應(yīng)用也非常廣泛,因其靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。
氫氣傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯氣體的精確檢測(cè)與控制,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),能及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。因此在煤礦行業(yè)中氫氣傳感器起到了關(guān)鍵性作用。
氫氣(H2)是一種看不見、聞不到、沒有氣味的易燃、易爆氣體。各相關(guān)行業(yè)在生產(chǎn)、制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的過程中可能會(huì)涉及到氫氣的釋放和泄漏問題,若再遭遇火花和氧氣的助燃,就可能發(fā)生爆炸事件,嚴(yán)重的則會(huì)危害到生命及財(cái)產(chǎn)的安全。所以,在各相關(guān)行業(yè)對(duì)于氫氣的濃度監(jiān)測(cè)就顯得十分重要,而監(jiān)測(cè)、檢測(cè)的核心就是氫氣傳感器。
氫氣傳感器是由氫氣傳感器和檢測(cè)電路組成,其中,檢測(cè)電路可以將傳感器輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。甲烷氣體進(jìn)入到檢測(cè)電路中后,由于甲烷氣體會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,從而改變檢測(cè)電路中的電壓值,因此當(dāng)甲烷氣體濃度增加時(shí),電壓值也會(huì)隨之增加。這樣就可以通過電壓的變化來對(duì)甲烷氣體的濃度進(jìn)行判斷。當(dāng)氫氣濃度大于設(shè)定值時(shí),輸出的信號(hào)為故障報(bào)警信號(hào);當(dāng)瓦斯?jié)舛雀哂谠O(shè)定值時(shí),輸出的信號(hào)為故障報(bào)警信號(hào)。
因?yàn)橄鄬?duì)于早期的傳感器,氫氣傳感器有很多優(yōu)點(diǎn),包括低成本、便攜性、響應(yīng)速度快、集成度高等等。氫氣氣體傳感器的檢測(cè)方法主要基于電氣特征(如電阻、導(dǎo)電性、電壓等)、溫度、傳感器活性元素的光學(xué)和機(jī)械性質(zhì)中的變化。而氫氣傳感器,正是一種可將這些變化,轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀唤邮盏碾娦盘?hào)的理想轉(zhuǎn)換裝置。
當(dāng)然,氫氣傳感器的應(yīng)用還遠(yuǎn)不止這些,例如化工行業(yè)、燃?xì)庑袠I(yè)、醫(yī)療行業(yè)、食品行業(yè)、軍事國(guó)防等均有不同程度地涉及應(yīng)用。而氫氣傳感器的研發(fā)和創(chuàng)新步伐也在不斷地前進(jìn),為更多人們?cè)谏a(chǎn)作業(yè)工程中可能遭遇的爆炸、火災(zāi)等突發(fā)狀況及時(shí)預(yù)警,保駕護(hù)航。