一、氣體濃度檢測

1. 甲烷（CH?）檢測

• 重要性：甲烷濃度超限是引發瓦斯爆炸的主要誘因（爆炸極限5%-16%）。
• 檢測技術：
  • 催化燃燒式傳感器：通過甲烷在催化元件表面燃燒導致電橋失衡，適用于低濃度檢測（0~4%）
  • 紅外吸收式傳感器：利用甲烷吸收特定波長紅外線特性，穩定性高，適用于高濃度場景
• 標準要求：報警閾值0.8%~1.0%（AQ 6201-2019）

2. 一氧化碳（CO）檢測

• 重要性：煤層自燃的主要標志性氣體，濃度超過24ppm需預警。
• 檢測技術：
  • 電化學傳感器：通過氣體擴散電極產生電流信號，響應時間<30秒
  • 紅外傳感器：不受其他氣體干擾，壽命長達5年

3. 氧氣（O?）檢測

• 監測標準：濃度低于18%時觸發缺氧報警，高于23%可能存在富氧風險。
• 技術特點：采用順磁法或氧化鋯固體電解質傳感器，需定期校準。

二、粉塵濃度檢測

檢測技術：

• 光散射法：激光光源照射粉塵顆粒，通過散射光強計算濃度（量程0.1~1000mg/m³）
• β射線吸收法：精度更高，但維護成本高，多用于定點監測站
• 標準要求：總粉塵濃度需控制在4mg/m³以下（GBZ 2.1-2019）

三、通風參數檢測

1. 風速檢測

• 檢測點：主要巷道、工作面、風門兩側
• 傳感器類型：
  • 超聲波時差法傳感器（精度±0.1m/s）
  • 熱式風速傳感器（響應時間<2秒）
• 規范要求：采掘工作面風速需保持在0.25~4m/s區間

2. 負壓監測

• 目的：監控通風系統阻力，預警冒頂、密閉失效等事故
• 技術方案：壓阻式傳感器配合溫度補償算法，量程-10kPa~+10kPa

四、溫濕度監測

1. 溫度檢測

• 危險閾值：工作面溫度超過30℃需啟動降溫措施
• 傳感器選型：
  • 鉑電阻（PT100）測溫模塊，精度±0.5℃
  • 光纖分布式測溫系統用于采空區監測

2. 濕度監測

• 控制標準：相對濕度超過80%時需加強排水通風
• 檢測技術：電容式濕度傳感器，帶粉塵過濾裝置

五、設備狀態監測

1. 設備開停檢測

• 電磁感應傳感器監測電機電流
• 振動傳感器判斷設備運行狀態

2. 供電參數監測

• 電壓波動范圍±10%
• 漏電電流閾值30mA

六、特殊場景檢測

1. • 激光甲烷遙測儀（檢測距離100m以上）
   • 分布式光纖溫度傳感系統
2. • 超聲波液位傳感器
   • PH值、導電率水質傳感器
3. • 微震監測傳感器陣列
   • 地音監測系統（頻率范圍50~2000Hz）

七、檢測系統技術要求

1. 防爆認證：需滿足Ex ib I Mb級別防爆標準
2. 通信協議：支持RS485、CAN總線或工業以太網
3. 環境適應性：
   • 工作溫度-20℃~+60℃
   • 防護等級IP68（粉塵/水浸環境）
4. 自診斷功能：
   • 零點漂移自動校準
   • 傳感器中毒預警
   • 通信中斷自動重連

八、技術挑戰與發展趨勢

1. • 傳感器壽命短（催化元件平均壽命2年）
   • 交叉敏感性干擾（如CO對甲烷檢測的影響）
   • 極端環境下的信號漂移
2. • MEMS傳感器芯片化（體積縮小80%）
   • 多參數融合檢測技術（單探頭檢測CH?/O?/CO）
   • 基于AI的故障預測系統（準確率提升至95%）
   • 無源無線傳感器網絡（能量采集技術）

九、檢測標準體系

1. • GB 3836 爆炸性環境用電氣設備
   • AQ 1029 煤礦安全監控系統通用技術要求
2. • JJG 1137 礦用紅外甲烷傳感器檢定規程
   • JJF 1765 煤礦用粉塵濃度傳感器校準規范

結語