检测甲烷的传感器主要有催化燃烧式、红外式、电化学式三种。矿井环境中用得最多的是催化燃烧式甲烷传感器,原理是甲烷在催化剂表面燃烧时释放热量,热敏电阻检测温度变化后换算为浓度值。这种传感器结构简单、成本可控,但有一个实际问题:硫化氢、酒精等气体会产生交叉干扰,催化剂用久了也会中毒失效,必须按周期用标准气标校。红外式传感器靠甲烷分子对4.66微米红外光的吸收特性工作,抗干扰能力明显优于催化式,响应更快,精度更高,但成本也更高。电化学传感器量程一般在0到1000ppm,适合低浓度场景,在矿井瓦斯监测中用得相对少。
井下使用必须满足防爆要求。按照GB 3836系列标准,传感器需达到矿用隔爆型(Ex d)或本质安全型(Ex i)等级。隔爆外壳能承受内部爆炸压力而不传爆,本安型则通过限制电路能量从根本上消除点火源。设备进场前必须查验国家矿用产品安全标志证书,也就是MA认证,没有这个证的设备不允许下井。安装位置方面,甲烷密度比空气小,会往巷道顶部聚集,传感器应固定在顶板附近或风门上风侧。
选型上可以这样考虑:固定式连续监测建议催化燃烧式做主用、红外式做冗余备份,量程覆盖0到4%LEL;随身携带的便携检测仪选红外或半导体式即可;对精度要求高的检测点直接用红外式。不管选哪种,都要核实响应时间、重复性误差、工作温度范围这几个关键参数,并按照厂家规定的周期用标准气体校准,别等报警不准了才想起来换。


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