老式车载甲烷传感器多采用催化燃烧式原理,其核心是两根铂丝线圈缠绕在氧化铝载体上,其中一根为测量桥臂、另一根为补偿桥臂。当含甲烷气体通过时,可燃气体在催化表面发生无焰燃烧,测量桥臂温度升高、电阻变化,惠斯通电桥失衡输出信号,经放大后驱动声光报警或联动截断装置。这类传感器在煤矿井下运输车辆、瓦斯检查车及固定式监测系统中曾长期作为主力检测元件,其优势在于结构简单、成本可控、对甲烷具有良好的选择性。
但催化燃烧式传感器存在明显的老化问题。催化元件的活性会随使用时长逐渐衰减,通常12至18个月就会出现灵敏度下降,表现为读数偏低或响应迟缓;零点漂移是最常见的故障现象,受环境温度、湿度以及交叉气体(如氢气、丙烷)干扰尤为严重。在井下高湿、粉尘、硫化物超标的环境中,气路堵塞和催化中毒几乎不可避免,一旦测量元件表面被硫化物覆盖,灵敏度可能直接归零。老式车载设备普遍缺少自动温度补偿和数字校准功能,现场维护高度依赖人工定期送标。
针对上述问题,实际维护中可采取以下措施:一是每三个月使用标准气(1%和2% CH4)对传感器进行零点和工作点双点标定,标定后记录偏差曲线,偏差超过±0.1%即应更换催化元件;二是定期检查气路软管和过滤器,防止粉尘进入催化腔体;三是避免传感器接触含硫气体源,若已中毒,可将催化元件拆下在500℃空气中烧制2小时以恢复部分活性。值得注意的是,老式设备的矿用隔爆外壳(Ex d I Mb等级)若外壳锈蚀严重或紧固件缺失,即使传感器本身正常,整体防爆性能也已失效,必须同步检修壳体。目前新国标要求矿用甲烷传感器具备连续自诊断和数据远传功能,老式车载设备若不满足,应逐步替换为具备本质安全型(Ex ib I Mb)电路设计的新型号。


小晋












