浅析煤矿监测监控传感器误报警原因及对策

摘要:针对煤矿监测监控系统中，甲烷传感器在井下运行状态下出现的误报警情况，进行现场的分析，运用各种仪器进行检测，得出所遇到误报警的诸多条件，并针对此类原因实施有效的方法，减低和杜绝传感器误报警的现象发生。

关键词：监测监控甲烷传感器 KJ70误报警变频器电磁

随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿装备矿井监测监控系统。煤矿监测监控系统主要由井下监测分站、电源箱、各类型传感器、执行器、监测中心站、监测软件组成。我矿选用了由常州三恒开发的KJ70监测监控系统。

一、应用运行过程中产生的问题

应用一项新的技术监测手段，我们可以有效的利用其客观成熟的优点，但我们又不可避免的会遇到它所带来的问题。其中监测系统在运行使用过程中出现的误报警就给我们的工作带来非常不利的影响。例如在我矿403工作面同时出现的甲烷、一氧化碳传感器误报警就对领导的决策产生影响、对工作人员造成了紧张情绪，给诸多工作带来不便。

工作面投入生产后，甲烷、一氧化碳传感器在中心站出现报警，峰值一度达到甲烷2.8%，一氧化碳达到500ppm以上。随后我矿派出瓦斯检查员到现场用光瓦检测仪进行检测但未发现有异常。经过多天的跟踪发现只要皮带运输机运行就会出现类似的报警状况。后经过部门综合研究判断可能是监测系统出现了误报警情况。为判断和解决误报警情况我们通过系统软件分析和现场跟踪总结出会造成误报警的几点条件：

1、用示波仪的交流档查看甲烷传感器接入分站端的供电电源纹波，当纹波大于200mv时，传感器有时会出现误报警。

2、用示波仪直流档查看分站接口端子传感器回传信号波形，发现波形有畸变，检测到频率有瞬间偏高时，传感器会出现误报警。发生畸变的波形为, 在高电平上叠加有杂波。

3、当传感器运用共地传输时，传输距离过大时造成信号线的地线电压抬高，造成波形畸变。测量传感器端的输出频率，再至分站端子经光耦隔离后的频率不稳定，这样的情况有时也会出现误报警。

4、检查交流供电电源，当供电电压值偏高，而接地线接地不可靠，分站供电电源箱内的内外接地不良好时，主传输电缆屏蔽层接地达不到单独接地或接地电阻值过大，同样会造成误报警现象。

5、根据查阅资料变频器在运作时，以高速PWM开关的模式运行，从而模拟出正弦波交流模式，但是这个高速度的开关过程使到介于接到马达的电缆和大地之间的“悬浮”电容不停地充放电，这个“悬浮”电容电流就是产生干扰的源头，它根据电缆或接地线扩散形成传导性干扰或由于我们的传输电缆安装在变频器的电源电缆旁边产生感应性干扰，这样也会使传感器出现误报警。

二、解决传感器误报警的对策

判定了误报警的原因我们针对以上的情况采取应对措施，使监测系统尽可能的达到良好的运行状态，具体对策如下：

1、定期对电缆进行巡查，发现有破损、屏蔽层、接线端缆线氧化、进水等情况时，及时修复或更换电缆。

2、主要在抗干扰上采取相应手段。

其一，是在分站或传感器上增加抗干扰措施：

在安装时尽量使分站与变频设备保持一定距离，最好大于30米；在分站内线路板上用导线做一重复接地；在分站外壳加装屏蔽网，并使屏蔽网接地；在传感器外壳做接地。在确定接地是否正确时可采用，找一个确实有电位的点用万用表和你未知的地线连接，如果有电压的话说明地线是好的， 如果没有的话说明地线不正确，如果电压比已经知的电位要小或者大的话，说明地线仍然不太好。

在分站的信号输入端串上一到两个发光二极管作用是把传感器传到分站上的频率信号进行有效的整形；在信号并上一个五百欧姆的电阻，作用是降低输入电平的幅度，这样能够控制分站上信号隔离光耦的通断次数，也就是降低了干扰信号对分站的影响；用一根短接线把信号副与电源副连接起来，这样既能够增强抗干扰的能力又能使传感器的传输距离得到加长。

具体接线如下图：

其二，在变频设备上做文章，做到变被动受干扰变主动防御干扰。在变频器的安装中,按噪音产生的大小而适当加入抗干扰装置是可以有效抑制干扰的产生,而多重安装更可以提升抑制效应。

在电源侧加入适当的阻容装置接三相电源，另一侧接变频器的地线，这时高频电流通过电容而短路，并不会流入电源侧而引起污染。在回路中的电阻是防止电容与电源的电抗产生谐振，当电容器越大时，其滤波能力就越强。

金属密封型的柜型可以降低幅射性的污染。将其它含电子电路元件的装置尽量用金属隔离安装，并设有独立的地缆。防止接地缆以“手拖手”的方式连接，每个装置应 有独立地缆，地缆大小应小于主回路截面。

防止并联连接和大量捆扎电缆的安装应尽量分隔开，可能者应安装适当的金属屏蔽通道，减少主回路和讯号电缆的平行安装，输入侧和输出侧要适当分开，每类型的电缆走向不少于50mm和适当屏蔽。

尽量将主回路和控制回路信号分隔安装，避免平行安装， 但在无可避免下出现平行安装时，各类电缆应各自有金属导体屏蔽并且在变频器侧接地。若出现了无法避免的平行电缆安装并且没有屏蔽时，则两者应隔开1米远，又或是交差安装时，十字路的距离应大于30cm。·主回路的电源侧和输出侧的电缆走向也应适当屏蔽或分开。

三、结束语

煤矿安全监测监控系统的是一个多项技术整合的结果。在实际运行中造成的故障、误报警、非指令控制等现象是不可避免的，但我们仍然要运用其系统的优点特性，尽可能的改善其运行状态，减少上述情况的发生，使其更加稳定、高效的服务于生产。总之，煤矿监测监控系统的安装使用和普及，不但可以改善煤矿安全的监管手段，有效控制和减少重大事故的发生，还可以大大提高促进煤矿信息化进程，提高煤矿管理水平，增强煤炭企业技术创新能力和综合竞争力，乃至对整个煤炭行业和相关领域产生重要影响。