矿用烟雾传感器检测装置设计和配置.pdf

实用技术
第158
doi:10.3969/j.is.1005-2798.2012.10.015
矿用姻雰传感器检裝置设计和配置
王锐,秦建峰
(潞安集团安全仪器测试中心,山西长治046204
摘要:为解决矿用烟雾传感器的检测问题,依据MT382-2011标准要求,对检测工作原理、检测的难点等
方面分析后,检测装置采用西安博康BK721极早期烟雾探測器作为检测烟雾浓度的标准设备,烟箱按照
MI382标准要求做成模拟井下发生火灾的烟雾条件,采用2根D2m普通长香阴燃作为发烟源。经过
年对7个厂家200台传感器的检测表明:检测装置可对传感器定性地分析井下发生火灾时是否能报警,也
能定量分析传感器在标准规定5%0bs/m烟雾浓度下是否报警。
关键词:矿用烟雾传感器;检测装置;烟雾浓度;极早期烟雱探测器;设计和配置
中图分类号:TD76文献标识码:B文章编号:1005-2798(2012)10-0037-02
《煤矿安全规程》要求矿井必须装备矿用安件,用一密闭的箱子(箱子的尺寸依据MT382
全监测监控系统,其中矿用烟雾传感器是用于矿井2011标准)人为制造浓度为(5±1)%obs/m的烟
预防火灾发生,保护矿井安全生产的重要监控仪器雾,定量地分析传感器能否在该烟雾浓度下动作,发
之一。《煤矿安全规程》要求涉及安全生产的仪器出预警信号。具体工作程序是当箱子内烟雾浓度在
都需要周期检定测试。烟雾传感器作为矿井不可缺(4-6)%obs/m稳定不变化时,将通电的烟雾传感
少的重要监控仪器,在煤矿井下因机械摩擦、电缆发器放置在箱子上方的预留孔中,开始记时,观察传感
热、煤层自燃等原因引发火灾时,能否在发生火灾初器是否动作,记录传感器从放入到动作的时间,同时
早期发布报警,使人们有充足的时间采取行动,将火记录传感器输出信号指标是否符合标准。
患消灭于未然,避免更大的人员伤亡和财产损失。1.2设计的难点
这就需要有一套能检测矿用烟雾传感器的检测装
1)选用何种仪器监测烟雾浓度。
置,但多处寻找未能找到一家生产该检测设备的厂
2)如何能保证箱子内烟雾浓度保持在
家。因此,根据《煤矿烟雾传感器技术条件》(5±1)%obs/m。因为烟雾浓度与体积、温度有关,
(MI382)2-自行设计了一套装置用于传感器的检不易准确控制,所以只能在一定的浓度范围内进行
测。
试验。
1设计思路
设计难点的解决
监测烟雾浓度仪器的选择。主要从仪器
1.1检测的工作原理
检测原理(或方式)和生产商资质两方面考虑。
矿用烟雾传感器的工作原理是火灾初发时产生
现市场上有两种检测烟雾浓度的仪器,一种是测
大量的烟气,当烟气进入传感器的感烟部分(常见单位体积内的烟尘质量,单位为mg/m2;另一种是测
的为离子式、气敏式、光电式三种)时,传感器感烟光线被烟雾阻挡的程度,即减光率,单位为%obs/m。
元件感烟后输出信号,经过放大电路将信号放大、处在设计初期,所依据的标准是MTY382-1995,规定试
理,输出稳定的直流(或开关)信号,见图
验烟雾浓度0.1mg/m3;但从其他途径得知,MT382
的新标准即将颁布,烟雾浓度单位已更改为减光率,
本地显示
报警)
试验时烟雾浓度也变为(5±1)%obs/m。因此,应
选用显示浓度单位为%obs/m的监测仪器。
感烟元件
信号放大??信号处理F信号输出
经多方面考虑、筛选,以及重庆煤科院相关技术
图1矿用烟雾传感器工作原理
人员推荐,最后选定西安博康BK721极早期烟雾探
检测装置就是比拟井下发生火灾时的环境条测器,将其作为监测烟雾浓度的标准设备。选用博
康产品是考虑到博康是国内知名的消防器材企业,
收稿日期:20120428
作者简介:王锐(1973-),男,山西沁县人,工程师,从事煤矿安全仪器测试工作。
201210周
王锐等:矿用燜雾传感器检测炭置设计和配置
第21悬第10
成立时间早,有较强的研究和开发能力,也有完备的2.2主要技术参数检测
烟雾产品检测设备,产品技术参数可靠,显示的烟雾
矿用烟雾传感器的主要技术参数是灵敏度和响
浓度数据可信。因国内暂无标定烟雾浓度的机构,应时间。将传感器接上稳压电源,将稳压电源的输
无法量值溯源,为保证检测数据的准确可靠,经与其出分别调至传感器工作电压的上限值和下限值,检
他单位的烟雾浓度探测器进行比对,比对误差最大査传感器是否能正常工作;将2根D2mmn的普通长
为0.2%obs/m,最大相对误差为4%,低于标准要求香作为发烟源,点燃后立即熄灭火焰,放人烟箱内,
的±1%obs/m,因此确定该探测器可作为标准仪器固定在传感器预留孔的正下方,保持连续阴燃产生
使用。
持续的烟雾用于试验。待烟箱内燜雾浓度达到5%
2)保持试验烟雾浓度稳定在标准值MT382obs/m,稳定后放入传感器,开始计时,观察传感器
2011的标准发烟源,采用5g棉绳阴燃。按标准是否动作,记录传感器在上限值和下限值状态下从
要求将棉绳做成10根长为100mm,D3mm的棉绳放入到动作的时间,取两者中较大值作为传感器的
阴燃,但其所产生烟雾浓度瞬间急剧增大,远高于标响应时间。同时记录传感器输出信号的变化情况。
准要求的5%obs/m,而且烟雾的浓度稳定性极差,
不易控制,起不到测试传感器的目的。通过和一些
检测效果和存在的问题
生产厂家交流,发现采用气溶胶发生器、蚊香、煤球
检测效果
等物质作为发烟源也存在同样的问题。在标准
检测装置的设计和配置完成后,先后对7个
MT382-2011附录B.5条(a)款有:试验用烟雾也家生产的200台传感器进行了检测,且检测结果得
可用其他产生烟雾浓度5%obs/m的材料产生。经到各生产厂家的确认,检验可达到标准要求,解决了
过反复试验,发现普通长香阴燃产生的烟雾浓度稳矿用雾传感器的检测问题。该装置能定性分析传
定且易控制,因此采用2根D2mm的普通长香阴燃感器能否报警,也能定量地分析传感器在标准规定
作为发烟源,可产生持续5%obs/m的烟雾用于试的烟雾浓度下能否报警。另一方面现在市场上的烟
验,稳定性也好,可以达到检测传感器的标准烟雾浓雾传感器种类繁多,产品质量鱼目混珠,多数生产企
度
业也无完备的出厂检测设备。通过逐台检测,可打
2配置和检测
击一些伪劣传感器进入矿井,真正地保证矿井的安
全生产。
2.1检测装置的配置
3.2检測装置存在的问题
检测装置由两部分组成:烟雾浓度探测器和试
因烟雾的特殊性,要准确地监测动忞烟雾浓度
验烟箱,见图2。探测器采用西安博康BK721,用于比较困难,只能在一定浓度范围内进行检测。为保
监测烟雾浓度;烟箱用于模拟发生火灾的烟雾条件。证数据的可靠性,只能通过与其他单位的烟雾浓度
烟鍔箱按照MT382-2011的标准用5mm厚的探测器进行比对,确认BK721烟雾浓度探测器是否
钢板焊接而成。烟箱尺寸为:1000mm×600mm×能达到标准的检测要求。
500mm;上箱尺寸为:400mm×300mx200mm
箱子的前部可做成透明装,以便于观察烟雾和传感参考文献
器信号灯指示状态。该厂采用有机玻璃,箱子内应[1]国家安全生产监督管理总局,国家渫矿安全监察局
装有搅拌风扇,以保证试验用烟雾均匀