|
Соблюдение допустимых норм содержания метана на шахтах обеспечивается комплексом мер и средств по проветриванию горных выработок и дегазации угольных пластов и вмещающих пород. Контроль за концентрацией метана в рудничной атмосфере осуществляют как приборами эпизодического действия, так и средствами непрерывного контроля содержания метана. Наиболее эффективным является непрерывный контроль, который производят с помощью стационарной,
переносной и встроенной аппаратуры автоматического контроля содержания метана (АКМ).
Существующие средства АКМ оснащены датчиками, которые определяют концентрацию метана только в месте установки их (практически в точке), поэтому существенную роль в обеспечении эффективности АКМ играет место расположения датчиков. В настоящее время наибольшее распространение получили непрерывнодействующие приборы и аппаратура, основанные на термокаталитическом принципе,
и приборы эпизодического контроля - на рефрактометрическом принципе.
Термокаталитические датчики метана и построенные на их базе газоанализаторы, сигнализаторы и другие приборы определения процентного содержания метана в рудничной атмосфере (метанометры)
используются для контроля довзрывоопасных концентраций метана в диапазоне от 0 до 5 %.
Принцип действия таких датчиков основан на беспламенном сжигании (окислении) метана на поверхности каталитически активного элемента и измерении количества выделившегося при этом тепла, которое при поддержании постоянства условий тепломассообмена пропорционально концентрации метана в анализируемом воздухе. В качестве каталитически активного элемента широкое применение получила накаленная электрическим током
до температуры 700-800 °С спираль из платиновой проволоки, которая применяется в ряде термокаталитических газоанализаторов,
однако в последние годы она вытесняется низкотемпературными каталитически активными элементами, основанными на использовании каталитических покрытий,
наносимых на термостойкие носители с широко-разветвленной поверхностью. Сигнал, пропорциональный концентрации метана,
формируется на каталитически активном элементе за счет повышения температуры на поверхности элемента вследствие окисления метана и изменения сопротивления
спирали из платиновой проволоки, обладающей довольно высоким значением температурного коэффициента сопротивления (ТКС).
Таким образом, приращение сопротивления платиновой проволоки R пропорционально концентрации метана.
Измерение величины R осуществляется путем подключения платиновой спирали в одно из плеч мостовой измерительной схемы.
Для компенсации изменения окружающей температуры, давления и других, не измеряемых параметров атмосферы,
в смежное плечо мостовой измерительной схемы подключается компенсационный элемент,
который по своим характеристикам и конструктивному исполнению аналогичен каталитически активному элементу и отличается только отсутствием активного
покрытия и метан на нём не окисляется. Каталитически активный и компенсационный элементы помещаются в реакционную камеру и образуют датчик метана
Источник: Карпов Е.Ф., Биренберг И.Э. Автоматическая газовая защита и контроль рудничной атмосферы. - М.: Наука, 1984.-285с.
|