无线多参数气体传感器传输的应用

王磊

淮河能源煤业公司潘二煤矿监控一工区，安徽 淮南 232000

摘要：因迎头环境比较复杂，有线传感器在来回挪移或耙矸机耙矸时极易造成传输线缆受损而产生“误报”，且日常维护工作量较大。目前无线传输技术发展迅速且已成熟，可以利用无线传输技术改变传统传感器的传输方式。引进无线传感器，将有线信号传输改为无线信号传输。解决线缆破损造成“误报”等问题。

关键词：误报、甲烷、无线传感器

一、项目简介

1、背景技术

之前传统井下迎头环境比较复杂，有线传感器在来回挪移或耙矸机耙矸时极易造成传输线缆受损而产生“误报”，且日常维护工作量较大。尤其是岩巷放炮时对传感器及线缆的保护更显得尤为重要。目前，因监控系统数字化升级，无线传输技术也迅速发展且已成熟，完全可以利用无线多参数传感器替代以前有线传输方式，不仅大大提高日常的工作效率，同时减少传感器的损伤避免误报同时还减少了线缆的敷设，实现一个无线传感器对多种其他监测、传输。

2、传感器工作原理

传感器的激光采样头是基于调频半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）。通过调制特定波长激光器的驱动电流，实现对其输出频率的调制。当该光束通过探头上的气室时，甲烷、温度、一氧化碳及二氧化碳等气体在激光调制到其吸收谱线时产生吸收，该吸收量使用光探测器和高次谐波锁相放大技术探测，转换成相应气体浓度。

激光采样头

传感器的电路工作原理框图如下：

3、传感器特点

（1）采用激光原理传感器，低功耗、高稳定性；

（2）无线传感器和无线接收器一体式，可以任意换用；

（3）采用大容量电池，可连续工作超过 10 天以上；

二、具体项目研制过程

（1）设备的组成

传感器主机的机壳采用不锈钢材料制造，整机防尘、防水性能好。探头采用专门设计，对水和各种杂质起到有效的过滤作用。传感器正面为四位红色数码管显示测量值。整个设计新颖、体积小、调节方便。

（2）设备的连接与使用

安装：无线传感器和无线接收器的天线应处于平行，且尽量处于同一水平状态。连接示意图：如下

点对点连接：

传感器可作为无线传感器和无线接收器两种功能使用，无线接收器可以接收2台无线传感器。

（3）增加多个气体参数功能

在传统的无线甲烷传感器传输中，仅仅只能够对甲烷气体进行监测，而随着煤矿监管的严格，要求对多种气体实时监测，这也就对多个传感器集成提出了新的要求。而我们这次的无线多参数气体传感器不仅实现了多个传感器集成还实现了所有集成的传感器无线传输，大大的提高了集成性和科技感。

三、项目取得的经济效益及安全效益

采用无线信号传输，避免了线缆破损而导致的传感器误报，有利于提高安全生产标准化水平,减少线缆的敷设，降低了材料成本，降低了职工劳动强度。目前此技术以在潘二矿井下大范围推广使用。

五、结语

无线多参数传感器改变了传感器传输方式，避免了线缆破损导致的传感器误报。使用接收分站也具备传感器的所有功能，可作为无线传感器备用设备。减少了线缆的敷设，降低了材料成本，降低了劳动强度。有利于提高安全生产标准化水平。

参考文献：

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