矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案

矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案

甘海龙

1、瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；2、中煤科工集团重庆研究院有限公司　瓦斯研究分院，重庆400037

摘要: 瓦斯浓度仪传感器附着上瓦斯携带的油雾、空气、水蒸气以及其他污染物后，会导致测量失准，现有办法是将瓦斯浓度仪进行手工分解，用氮气对瓦斯浓度仪传感器进行长时间吹扫，瓦斯浓度仪传感器干净后，再装机测试。本方案解决了现有技术的不足，本方案的特点是：清洗瓦斯浓度仪传感器时不用拆解原仪表，采用加热除湿后的氮气进行清洗，具有很高的效率和安全性能。

关键词: 热导；瓦斯浓度仪传感器；膜片抽气泵；氮气；加热；除湿

1 现有背景技术

采用热导式测量原理的矿用热导式瓦斯浓度仪传感器装在一个防爆罩内，传感元件里面装有高可靠性的热敏电阻，这些相应的热敏电阻构成了桥式电路的测量臂，利用桥式电路的不平衡电流可测出采样气体和标准气体从各自热敏电阻导热到传感元件表面的相对能力，最后得出瓦斯浓度。瓦斯浓度仪传感器附着上瓦斯携带的油雾、空气、水蒸气以及其他污染物后，会导致测量失准，现有办法是将瓦斯浓度仪进行手工分解，用氮气对瓦斯浓度仪传感器进行长时间吹扫，瓦斯浓度仪传感器干净后，再装机测试。

2 矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案的工作结构

现有清洗方法采用手工方法，缺点是费时费力，传感器机械性能脆弱，手工清洗时需要倍加小心。为解决现有技术的不足，设计了矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案，部件包括：2位3通电磁阀V1V2，过滤器FILTER，加热器HEATER，除湿器DE，膜片抽气泵PUMP，氮气罐NITROGEN CANISTER，温度传感器PT100，湿度传感器U4，本方案的特点是：清洗瓦斯传感器时不用拆解原仪表，采用加热除湿后的氮气进行清洗，具有很高的效率和安全性能。矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案的工作结构如图1所示。

图1.工作结构图

3 矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案的工作流程

本清洗方案采用半自动方式，首先接通电源，让装置启动；随后2位3通电磁阀V1和V2进行切换动作，将瓦斯浓度计的进出口切换至本清洗系统；接着抽气泵PUMP通电工作；随后氮气罐NITROGEN CANISTER里的氮气被抽出；接着加热器HEATER通电工作，根据温度探头PT100的反馈，加热到预定温度；随后除湿器DE通电工作，根据湿度探头U4的反馈，除湿到预定湿度以下；接着氮气在整个气体回路内循环，依次经过过滤器FILTER,加热器HEATER,除湿器DE，抽气泵PUMP，氮气罐NITROGEN CANISTER，温度探头PT100，瓦斯浓度仪传感器GAS SENSOR；接着瓦斯浓度仪传感器清洗完毕，断电，2位3通电磁阀V1和V2失电，将瓦斯浓度计的进出口切回正常测量气路。矿用热导式瓦斯浓度仪传感器专用清洗方案的工作流程图如图2所示。

图2.工作流程图

4 技术优点

1) 抽气泵采用膜片式，不产生火花，安全性高；

2) 采用加热的氮气进行对传感器进行循环，效率高，尤其在冬季气温较低的环境下；

3)有除湿器，提高除湿效率。

4)清洗瓦斯浓度仪传感器时不用拆解原仪表，操作技术要求低，清洗效率比纯手工清洗提高10倍。

参考文献：

[1] 陈越超.《热导式全量程甲烷变送器研制》[D].哈尔滨理工大学.2014;12-16.

[2] 李洋.《微结构气体传感器的电极优化设计与有限元仿真》[D].吉林建筑大学.2018;3-4.

[3] 张成民.《本安型磁力起动器保护装置的研究与设计》[D].安徽理工大学.2015;9-12.

[4] 刘向红.《本安型瞬变电磁仪及其探测技术研究》[D].安徽理工大学.2009;2-3.

[5] 曹汉君,贡晋廷,王鹏.《矿用本安型红外温度传感器》[P].2017;4-5.

[6] 李茂龙,张俊生,郝胜峰,杜忠年.《矿用本安型智能分析热像仪》[P].2017;2-3.

[7] 李晨天.《同步采样热导式液位传感器》[P].2018;1-2.

[8]赵彤宇,徐朝辉,王爽,王鹃,周慧锋.《自调节热导式气体传感器和气体检测装置》[P].2018;2-3.

[9] 李晨天.《异步采样热导式液位传感器》[P].2018;3-5.

[10]华侨,韦振文,邓利军.《一种热导式流速测量仪》[P].2017;4-6.

[11]李永华,张星辰,曹宇.《用于二元气体检测的微型热导式气体传感器》[P].2014;2-3.

[12]金义忠,姜培刚,邓发荣.《一种高稳定热导式气体传感器》[P].2012;2-3.

[13]李川,司兴登,陈焰,李英娜,薛俊华,薛珍丽,王振.《一种检测烟气中CO2含量的热导式气体分析仪》[P].2012;3-4.