尚輝

摘 要：為了保證采礦生產(chǎn)的安全，國(guó)內(nèi)高瓦斯及以上煤礦都安裝了瓦斯抽放系統(tǒng)。在該文中，主要介紹了GD3型礦用瓦斯抽放多參數(shù)傳感器的特點(diǎn)、工作原理、重要指標(biāo)和使用方法。GD3型傳感器具有測(cè)量精確度高、穩(wěn)定性好、操作方便等特點(diǎn)，GD3型傳感器具備同時(shí)多參數(shù)測(cè)量、顯示和輸出的功能。

關(guān)鍵詞：GD3型 瓦斯抽放 多參數(shù)

中圖分類號(hào)：TD712.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）05（c）-0064-02

隨著煤炭工業(yè)和礦井的日益緊急的自動(dòng)化，我們需要徹底對(duì)礦井生產(chǎn)安全問題采取一些措施，主要通過煤氣爆炸的控制和環(huán)境參數(shù)的控制，從根源上來防止瓦斯爆炸事故；另一方面，礦山生產(chǎn)調(diào)度需要綜合把握煤炭的生產(chǎn)工程，防止地下的電氣和機(jī)器設(shè)備運(yùn)作不正常，以防止礦水災(zāi)害。人們常常無視瓦斯抽放功能，晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)的瓦斯抽放站的大型機(jī)電設(shè)備是否正確工作。煤礦對(duì)抽放站應(yīng)強(qiáng)調(diào)安全風(fēng)險(xiǎn)的重要性，單獨(dú)靠工人的經(jīng)驗(yàn)只能斷斷續(xù)續(xù)的監(jiān)控設(shè)備，一點(diǎn)點(diǎn)的過失將會(huì)導(dǎo)致不可挽回的事故。經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)的積累，開發(fā)出了GD3型瓦斯抽放多參數(shù)傳感器監(jiān)控系統(tǒng)，它能對(duì)瓦斯抽放泵房的各種參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，從而控制礦安全生產(chǎn)。

1 特點(diǎn)

該傳感器基于皮托管原理，并根據(jù)一定規(guī)則排列的多對(duì)高低壓取壓孔而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種插入式實(shí)時(shí)在線流量測(cè)量裝置。當(dāng)流體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在前面流動(dòng)方向上形成一個(gè)高壓分布區(qū)域，在其后部產(chǎn)生一個(gè)低壓分布區(qū)，兩者之間的壓力差隨管介質(zhì)流動(dòng)速的平方的增大而增大。 具有以下特點(diǎn)：（1）能夠同時(shí)測(cè)量、顯示和傳輸管道介質(zhì)的工況流量、標(biāo)況流量、管通瓦斯純流量、管道絕對(duì)壓力、管道相對(duì)壓力、環(huán)境大氣壓等參數(shù)；（2）支持200～1 000 Hz標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)輸出和RS485信號(hào)輸出；（3）采用截面線式測(cè)量方式，精度高、插拔重復(fù)性好、可靠性高；（4）采用活動(dòng)絲口卡套式接口，使用維護(hù)方便；（5）壓損微小，對(duì)抽放效果無影響；（6）本質(zhì)防堵設(shè)計(jì)，工作穩(wěn)定性好、維護(hù)量??；（7）調(diào)試方法，校準(zhǔn)簡(jiǎn)單，可直接在風(fēng)洞上進(jìn)行標(biāo)校；（8）具有故障自診斷功能。

2 工作原理

GD3型多參數(shù)傳感器通過高性能微處理器運(yùn)行。它包括液晶顯示器、鍵盤輸入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)缺姸嘟换スδ堋Ａ硪环矫?，它顯示輸出功能被啟用，允許同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)。 整個(gè)電路采用可靠的電源處理電路，具有防雷和抗電磁干擾功能。整機(jī)原理圖如圖1所示。

3 主要指標(biāo)

3.1 工作電壓和電流

（1）工作電壓：15.0～25.0 V DC。

（2）工作電流：≤50 mA。

3.2 測(cè)量范圍

流速測(cè)量：1～60 m/s；壓力測(cè)量：0～1 MPa；溫度測(cè)量：-10 ℃～50 ℃。

3.3 輸出信號(hào)制式

（1）200～1 000 Hz頻率型信號(hào)。

可同時(shí)輸出三路200 ～1 000 Hz的頻率信號(hào)，輸出類型與量程用戶可自行設(shè)置。該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出瞬時(shí)流量（或壓力）、介質(zhì)壓力與介質(zhì)溫度等參數(shù)。

（2）485數(shù)字信號(hào)。

可同時(shí)輸出累計(jì)流量計(jì)、瞬時(shí)流量、壓力、溫度及瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)。

3.4 信號(hào)傳輸距離

如果傳感器是用1.5 mm2的單一芯橫截面，傳感器和相關(guān)聯(lián)的設(shè)備之間的傳輸距離為2 km以上。

3.5 可測(cè)管徑范圍

可測(cè)管徑范圍為50～1 500 mm。

4 使用方法

4.1 使用前的準(zhǔn)備和檢查

供電前，檢查電源，首先看各組成部分有無遺落現(xiàn)象，連接傳感器和差壓元件以及測(cè)溫的元件是否正確。在爆炸場(chǎng)所使用時(shí)，要特別注意接到地面部分的元件是否正確，然后才能通電運(yùn)行。

4.2 顯示屏使用說明

液晶的第一行顯示的累計(jì)流量或氣體混合流的累積量，液晶的第二行顯示出了瞬時(shí)標(biāo)準(zhǔn)流量、瞬時(shí)流量或瞬時(shí)氣體流量，液晶第三行左下角顯示出了管道的介質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度或壓差、右下角顯示了管道介質(zhì)的絕對(duì)壓力或相對(duì)壓力。

4.3 數(shù)據(jù)設(shè)置

（1）進(jìn)入修改數(shù)據(jù)界面。

內(nèi)部電路板的傳感器頭部連接一個(gè)4芯跳線插針，當(dāng)其與“UNLOCK”的2個(gè)插針連接時(shí)可以操作鍵盤，當(dāng)其與“LOCK”的2個(gè)插針連接時(shí)不能操作鍵盤。

（2）按鍵使用方法。

“功能”鍵：按動(dòng)功能設(shè)置選擇鍵顯示的是累積流量的較低的功能數(shù)目的內(nèi)部參數(shù)。一旦按壓，將顯示一系列的參數(shù)。返回按這個(gè)按鈕是一個(gè)重要周期01到46共46組參數(shù)。

“△”：數(shù)字增大鍵，改變按1閃爍顯示的數(shù)目，并重復(fù)在顯示閃爍數(shù)目將閃爍0 0. 1 1. 2 2. ……9 9.循環(huán)。每位數(shù)據(jù)都被劃分有小數(shù)點(diǎn)和無小數(shù)點(diǎn)兩類。

“”：數(shù)字減小鍵，改變按1閃爍顯示的數(shù)目，并重復(fù)在顯示閃爍數(shù)目將閃爍9 9. 8 8. 7 7. ……0 0.循環(huán)。每位數(shù)據(jù)都被劃分有小數(shù)點(diǎn)和無小數(shù)點(diǎn)兩類。

“”：右位移鍵，反復(fù)按這個(gè)鍵，向數(shù)的右側(cè)移動(dòng)。

“”：左位移鍵，反復(fù)按這個(gè)鍵，向數(shù)的左側(cè)移動(dòng)。

“保存”：確認(rèn)鍵，按這個(gè)鍵，設(shè)定的參數(shù)會(huì)被保存，可以下次使用。

“RESET”：在主機(jī)的右上方，起強(qiáng)制還原儀器的作用。

（3）管道溫度、管道絕對(duì)壓力、環(huán)境大氣壓校準(zhǔn)操作。

與管道溫度、管道絕對(duì)壓力、環(huán)境大氣壓校準(zhǔn)操作有關(guān)系的內(nèi)部參數(shù)：07溫度為零、08溫度線性、09壓力為零、10壓力線性、13 當(dāng)?shù)卮髿鈮盒蕹C正線性相關(guān)系數(shù)。有必要進(jìn)行校準(zhǔn)上述參數(shù)時(shí)，將校正參數(shù)的零點(diǎn)設(shè)為0，線行值分設(shè)為1。

當(dāng)校準(zhǔn)管的溫度，第一進(jìn)入菜單，并改變?cè)?7、08單元的數(shù)據(jù)，并把在恒溫介質(zhì)中溫度傳感器頭校準(zhǔn)。采用2點(diǎn)校準(zhǔn)的方法，即2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)（0 ℃，50 ℃）用于校準(zhǔn)。第一點(diǎn)在低溫下（0 ℃），并記錄介質(zhì)的實(shí)際溫度T0的表頭的測(cè)量溫度TS0。第二點(diǎn)在高溫點(diǎn)（50 ℃），需要介質(zhì)的實(shí)際溫度T1和表頭上溫度TS1。相應(yīng)的溫度必須在（T0×TS1-T1×TS0）/（TS1-TS0）。相應(yīng)的溫度線性必須是（T1-T0）/（TS1-TS0）。在輸入在菜單07和08單元輸入計(jì)算結(jié)果并保存，則管溫度校正工作就完成了。

當(dāng)校準(zhǔn)管的壓力，第一進(jìn)入菜單，并改變?cè)?9、10單元的數(shù)據(jù)，并把在管道多參數(shù)傳感器測(cè)量端加壓。采用2點(diǎn)校準(zhǔn)的方法，即兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力點(diǎn)（100 kPa、200 kPa）用于校準(zhǔn)。第一點(diǎn)在低壓點(diǎn)（即 100 kPa），并記錄介質(zhì)的實(shí)際壓力P0的表頭的測(cè)量壓力Ps0。第二點(diǎn)在高壓點(diǎn)（即200 kPa），需要介質(zhì)的實(shí)際壓力P1和表頭上壓力Ps1。相應(yīng)的壓力零點(diǎn)必須在（P0×Ps1-P1×Ps0）/（Ps1-Ps0） 。相應(yīng)的壓力線性必須是（（P1-P0）/（Ps1-Ps0）。在輸入在菜單09和10單元輸入計(jì)算結(jié)果并保存，則管壓力校正工作就完成了。

校準(zhǔn)環(huán)境大氣壓時(shí)，首先進(jìn)入菜單，將13單元的數(shù)據(jù)變更為1，再進(jìn)入菜單43的單元。使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)（環(huán)境大氣壓力），用校準(zhǔn)的單點(diǎn)校準(zhǔn)法。讀43單元的顯示數(shù)據(jù)PS，同時(shí)測(cè)量此地的環(huán)境壓力P0，可推出相應(yīng)的大氣壓力校正線性系數(shù)P0/ PS，當(dāng)在菜單單元13輸入計(jì)算結(jié)果并存儲(chǔ)，則環(huán)境大氣壓校正工作就完成了。

5 結(jié)語

目前，國(guó)家為了確保礦井通風(fēng)安全，抑制煤礦重瓦斯事故的發(fā)生概率，以促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)進(jìn)一步穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，多次在大會(huì)上強(qiáng)調(diào)國(guó)有煤礦瓦斯要先抽后采。因此，GD3型瓦斯抽放多參數(shù)傳感器的使用及原理在許多煤礦企業(yè)在進(jìn)行瓦斯抽采工作時(shí)要求員工掌握。

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