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矿用CH_4甲烷传感器失效机理与解决方案

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甲烷和一氧化碳是井工矿井两种主要的致灾气体,保证其检测的准确性是煤矿安全生产的基本要求,传感器的性能就显得尤为重要。目前广泛应用于井下的甲烷气体浓度检测仪多数采用催化燃烧方式实现,而催化燃烧式甲烷传感器敏感元件存在寿命短、调校周期短和易中毒的缺点。一氧化碳浓度检测仪多数采用电化学方式实现,随着使用时间的增长,其催化剂活性、电极和电解液等敏感元件会逐渐失效。 本文通过催化燃烧式甲烷敏感元件失效机理的研究,提出了改进的敏感元件制备方法和配对工艺,并采取了补偿技术。通过电化学式一氧化碳敏感元件失效机理的研究,提出了改进催化剂活性、完善电极制备方法,及采用固态电解液减缓敏感元件失效的有效途径,通过制备纳米级催化剂、丝网印刷电极、固体电解质电解液,并利用自补水技术加强电解液保湿等一系列方式方法形成了减缓敏感元件失效的方法。研究了传感器抗干扰技术、传感器自诊断和自诊断信息传输技术,以提升传感器本身和信息传输过程的可靠性。 在实验室进行了接插件可靠性、抗干扰实验,测试了传感器测量的基本误差、响应速度等性能指标。在现场进行了传感器敏感元件试验、抗干扰试验。实验测试结果表明,采用新技术的传感器性能稳定、操作方便、功能完善,误差、响应时间和其他功能指标均达国家标准。

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