【導讀】在煤礦生產(chǎn)中，隨著煤層采動，煤層中往往會涌出礦井瓦斯。它與空氣混合，當其體積百分比為5%～16%時，遇明火就會發(fā)生爆炸，給礦井的安全生產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此，瓦斯傳感器對礦井安全顯得非常重要，瓦斯傳感器核心是黑白原件，經(jīng)常在煤礦惡劣環(huán)境中使用，單位時間內(nèi)可能造成黑白原件與過多的甲烷反應(yīng)，造成與真值相差過大。所以，傳感器的檢定和日常校準是保證傳感器的準確性及煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的一個重要環(huán)節(jié)。
目前，礦井中常用的瓦斯傳感器可分為熱導式和熱效式兩大類。
熱導式瓦斯傳感器是利用瓦斯與空氣的導熱系數(shù)不同而測量瓦斯?jié)舛鹊?。這種傳感器在工作時需通入恒定的電流，將其加熱到一定的溫度（180左右），功耗較大；且其中的半導體熱敏電阻式傳感器受CO2和水蒸汽的影響較大，元件的一致性和互換性也較差。熱導式瓦斯檢測儀在測定低濃度的瓦斯時，輸出信號很小，誤差較大。因此，這類傳感器制成的瓦斯檢測儀適用于測量高濃度的瓦斯（5%～100%）。目前這種傳感器在礦井中應(yīng)用較少。
熱效式瓦斯傳感器（又稱熱催化式瓦斯傳感器），其工作原理是利用可燃氣體在催化劑的作用下進行無焰燃燒，產(chǎn)生熱量，使元件電阻因溫度升高而發(fā)生變化，測知瓦斯的濃度。這種傳感器的優(yōu)點是精度較高，輸出信號較大（1%CH4時，輸出電壓可達15～20mV），且不受其他燃氣和灰塵存在的影響。它的缺點是元件表面溫度高（300～450），壽命短（多數(shù)國家均保證1年），功耗大（其加熱功率>1w；熱催化元件功耗為0.3～0.75w），易受硫、鉛、磷、氯等的化合物干擾而使催化劑中毒或元件壞死，降低其靈敏度、準確度，甚至誤報現(xiàn)象。
傳感器為什么有有效期？質(zhì)量不過關(guān)的傳感器，一般1年內(nèi)性能就下降，如果不能合理有效地進行安排校準與維護，將會大大縮短儀器的壽命。
礦井的日常標校和強制性檢定工作，都必須嚴格按照有關(guān)的計量檢定規(guī)程嚴格進行。至于校準，是指在規(guī)定條件下，為確定計量器具的精度準確及各功能的校準。而校準的規(guī)定是執(zhí)行AQ1029，煤安規(guī)程及JJG678-2007催化燃燒式甲烷測定器檢定規(guī)程。
傳感器標校必須嚴格按照規(guī)定程序進行，甲烷傳感器標校必須使用未過期標準氣樣和檢定合格的流量計，標準氣體采用具有國家承認資質(zhì)廠家或部門所提供的各類瓦斯標準氣樣。
井下標校甲烷傳感器的缺點：
1、按照規(guī)定傳感器應(yīng)10天升井一次，目的是對儀器除濕、除塵清理，傳感器連續(xù)在惡劣環(huán)境下使用，不能及時對儀器進行有效的除濕、除塵，致使墮性氣體影響元件的輕微中毒，及易造成傳感器讀取的數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)偏差較大，傳感器顯示的示值與上傳的頻率值不符。
2、長期使用一種氣造成低端和高端的不準確性，易造成上傳失誤。
3、流量很難控制。標準的瓦斯傳感器調(diào)校對流量有嚴格的控制，是一個量變過程，按元件的通氣屬性先是在流量30～50ml／min觀察報警點和斷電值，然后調(diào)節(jié)流量控制閥把流量調(diào)節(jié)到規(guī)定流量，達180～200ml／min。使其顯示值穩(wěn)定，然而在現(xiàn)場光靠用手擠壓氣囊很難控制氣體流量，流量忽高忽低極易造成傳感器標校誤差，致使傳感器不能正確反映瓦斯數(shù)據(jù)。
通過對各礦送檢儀器發(fā)現(xiàn)的問題：
1、儀器通入標準氣體后顯示值不變。
2、傳感器顯示不正確。
3、漂移穩(wěn)定性差：黑白原件老化。
4、空氣中示值不歸零、防震性能差且伴隨示值跳變現(xiàn)象。
5、儀器儀表誤差大，零點漂移，示值不準等造成儀器儀表穩(wěn)定性差。
經(jīng)上所述，井下標校存在很多弊端，對礦井的安全造成很大的隱患。建議各礦井在符合國家計量檢定標準的環(huán)境下進行校準或者在礦井所屬區(qū)域的計量檢定單位進行校準。
推薦閱讀：
