矿用无线CO传感器的研究与设计

一氧化碳是一种无色、无味、无嗅的气体,比重比空气轻,能 和空气均匀混合,当空气中一氧化碳浓度在13 至75%范围时有 爆炸的危险。爆破、煤炭自燃、矿井火灾和煤尘瓦斯爆炸是造成 井下一氧化碳产生的主要来源。现有的矿用一氧化碳传感器多 采用有线技术监测一氧化碳浓度,这类方案扩展性能差,布线繁 琐,影响美观。由于采用硬线连接,线路容易老化或遭到腐蚀、鼠 咬、磨损,故障发生率较高。采用无线传输方式构建的无线一氧 化碳传感器恰好可以避免这些问题。并且, 无线的方式比较灵 活,避免了重新布线的麻烦,网络的基础设施不再需要掩埋在地 下或隐藏在墙里,可以适应移动或变化的需要。

电化学无线CO传感器采用恒电位电解式工作原理,传感器由透气孔、 过滤器、电解质、工作电极,计数电极和参比电极组成。透气孔是 气体的通道,能够透过CO、O2 等气体,但它要防止电解池内的电 解液外泄,还要防止电解池外的水汽渗入,因此它需要是一层多 孔的疏水性强的塑料薄膜。过滤器主要靠物理吸附作用吸收空 气中的大分子有机物, 防止这些物质进入传感器污染电极和影 响电解质性能,所以过滤器对延长传感器的使用寿命、稳定传感器的工作状态有重要作用。