淺談傳感器的應用及發展
技術應用
作者：張濤
摘要：可以將一種物理量或化學量轉換成為方便於直接利用或轉換利用的模擬或數字信號的原件叫做傳感器。它在任何一個係統測量中作為關鍵部件，可以將獲得的變量信號轉換成直接可以使用測量的信號，是被測量原件信號獲得的第一道關口。按照不同工作性質的傳感器在礦山上不同設備、不同位置上的使用，起到了對設備的保護和檢測作用。
關鍵詞：傳感器；煤礦；機電設備係統；傳感元件；數字信號 文獻標識碼：A
中圖分類號：TP212 文章編號：1009-2374（2015）23-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.031
1 傳感器的發展現狀
傳感器的基本功能是對機電設備以及係統運行進行檢測，對操作對象以及環境狀態進行檢測，為安全、可靠地控製機電設備係統的運行，不間斷地提供連續性運行信息。
2 傳感器在煤礦機電設備係統中的廣泛應用
傳感器在機電設備係統發展過中起到關鍵性作用，也是重要技術之一，根據其原理以及工作性質被廣泛應用於各種設備自動化控製之中。
2.1 速度傳感器
主要應用在加速度、速度比較和控製等的測量中。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。速度傳感器與運動物體直接接觸。當運動物體與旋轉式速度傳感器接觸時，摩擦力帶動傳感器的滾輪轉動。裝在滾輪上的轉動脈衝傳感器發送出一連串的脈衝。每個脈衝代表著一定的距離值，從而就能測出線速度。電磁具有感應，在轉動的軸上安裝齒輪，外側是電磁線圈，轉動是由於輪齒間隙通過，得到方波變化的電壓，再推算出轉速。速度傳感器在煤礦提升機、架空索道以及膠帶機運行速度測量中已經得到了廣泛的應用，特別是對提升機電機和滾筒的速度進行比較，並將比較結果傳送到PLC控製係統中，對高速、低速的保護更有它的特殊地位。
2.2 瓦斯傳感器
對於煤礦井下生產，無論高瓦斯還是低瓦斯，都要將瓦斯管理放到安全管理的第一位，瓦斯傳感器就是管理的眼睛，瓦斯傳感器在檢測到空氣中的瓦斯時，將瓦斯濃度含量變化值轉換成有一定對應關係的輸出信號的裝置。一般采用載體催化元件為檢測元件。當檢測到空氣中瓦斯變化的微弱信號，經放大電路放大後產生一個輸出信號，並送入交換機內A/D轉換，將模擬量通訊信號轉換為數字通訊信號。之後係統單片機將該信號進行轉化處理，從而實現顯示、報警、斷電等功能。煤礦安全檢測監控係統常用於煤礦開拓，采煤、掘進工作麵、工作麵采空區、工作麵回風巷、井下機電峒室等處24小時不間斷監測該環境內瓦斯濃度變化，當該檢測點瓦斯濃度出現異常，達到上限時，瓦斯傳感器會自動發出聲、光報警信號，提醒專業人員對超限區域進行瓦斯超限處理。便攜式瓦斯傳感器方便井下管理人員、瓦斯檢測人員以及采煤工作麵和掘進工作麵作業人員隨時掌握自己所在環境的瓦斯濃度以及變化量。
2.3 煙霧報警傳感器
煙霧報警傳感器是通過對被保護設備周圍工作環境煙霧的濃度進行監測，從而達到火災防範的目的。其工作原理主要是，傳感器內部采用離子式煙霧傳感，通常情況下，內外兩個電離儲存室的電流值和電壓值處於穩定狀態，隻有在發生煙霧幹擾到外電離室，擾亂了帶電粒子的穩定的運動，將其電流值和電壓值發生變化，打亂了內外電離儲存室之間的相互平衡，隨後無線發射器發出無線報警信號，通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去，實現報警、設備斷電以及自動噴淋等。煤礦該傳感器主要用在膠帶運輸機驅動係統、坑木加工區域、主要辦公區和生活區內。
2.4 重量傳感器
通常是將重物或載重汽車放在承載器台麵上，台麵由於受到重力作用，通過台麵將重力傳遞到重量傳感器上，使重量傳感器在壓力作用下彈性體產生變形，彈性體上的應變計失去平衡，從而應變計輸出與承載器台麵上重量數值成正比的電子信號，該電子信號通過放大，再通過A/D轉換模塊轉換成為數字信號，通過機房儀表內部的CPU處理器，對重量信號進行處理後，顯示重量數據。後台配置相關打印機後，即可打印記錄稱重原始數據，配置計算機可將計量數據儲存到計算機相關的管理軟件係統中作為保存。煤礦廣泛使用在地磅、膠帶稱重係統。