红外甲烷传感器利用甲烷分子在3.39μm波段的强红外吸收特性进行气体浓度测量,是目前煤矿瓦斯监测的主流技术之一。在矿井瓦斯检测中,红外原理相比催化燃烧法具有抗中毒、寿命长、不受高浓度氧气环境干扰的优势,这也是它逐步取代催化型传感器成为矿用安全监控标配的原因。
从结构上看,红外甲烷传感器主要由红外光源、气室(测量室)、红外检测元件、信号处理电路以及矿用隔爆外壳五部分组成。光源通常采用热敏电阻灯丝,通电后发出宽谱红外辐射,其中包含甲烷特征吸收波段;气室长度一般为3至5厘米,内壁镀金以减少杂散光反射;检测端采用热释电探测器(Pyroelectric Detector),其响应波长经过滤光片匹配到甲烷吸收峰附近,将光强变化转化为电信号;信号处理电路完成放大、A/D转换和线性化处理,输出对应甲烷浓度的标准信号。整套结构封装于符合GB 3836标准的矿用隔爆型外壳内,外壳采用铸铝或不锈钢材质,隔爆面间隙和宽度按Ex d I Mb等级设计,确保内部电火花不会引燃外部瓦斯环境。
实际安装使用时需注意几个容易出问题的环节。一是气室进水或积尘会导致测量值偏低,井下环境潮湿,隔爆外壳上的透气孔若被煤尘堵塞,会形成负压将水吸入气室,建议定期清理;二是光源灯丝有使用寿命,一般连续工作3至5年后衰减明显,表现为灵敏度下降、零点漂移,需要厂家提供更换备件;三是传感器标定应在井下新鲜风流中进行,避免在其他高浓度气体干扰下操作。如果传感器出现指示值与实际不符,优先检查气室是否受潮、灯丝是否老化,而非盲目调整参数。


小晋












