浅谈煤矿井下一氧化碳检测方法与原理摘要：在煤矿井下，CO是引起瓦斯爆炸的主要气体之一，对人类的生命构成威胁。文章从一氧化碳的性质及危害出发，阐述了煤矿行业中一氧化碳监测分析方法的应用现状，并展望了未来的发展方向。 关键词：矿井；一氧化碳；检测方法与原理1 引言 煤矿火灾、爆破作业以及瓦斯和煤尘爆炸时都将产生大量的一氧化碳毒性气体，吸入人体后，会造成人体组织和细胞缺氧，引起中毒窒息。为了矿工的身体健康，煤矿安全规程规定，井下作业场所的一氧化碳（CO）气体浓度必须控制在0.0024以下，因此，快速、准确地测定矿井大气中的一氧化碳的浓度是保障煤矿安全生产以及矿井火灾早期预警具有重要意义。2 一氧化碳检测技术2.1 化学分析法 一氧化碳等有毒气体最早采用化学分析法进行检测分析，即通过现场采样，依赖于特有的化学反应和计量关系来检测分析有毒气体的含量及成分等参数，主要分为重量分析法及滴定分析法，还包括试样的处理及一些分离、掩蔽、富集等化学手段。随着科技水平的飞速发展 ，对有毒气体采用化学分析法这一被动监测阶段提出了新的要求，不断向智能化、自动化、一体化及在线化方向发展，同时与其他分析仪器相结合进行检测分析 。 2.2 仪器分析法 1970年代中后期 ，随着计算机和仪器科学技术的快速发展，采用仪器分析法对有毒气体进行监测迅速得到广泛应用。仪器分析是采用能直接或间接地表征一氧化碳的各种特性，诸如化学的、物理的及生理性质等的实验现象，再通过探头或传感器、放大器、分析转化器等转变成人可直接感受的来判别有毒气体的成分、含量、分布或结构等信息的分析方法，该方法具有操作简便，灵敏度高以及选择性好等特点，主要分为色谱仪器法、光学仪器法及电化学仪器法。 2.3 传感器的应用 自1962年，第一支氧化锌半导体薄膜气敏传感器由日本学者清山哲郎等人研制出后，在此基础上美国的P.J.Shaver又进一步采用Pt、Pd等贵金属有效激活气体传感器，使得传感器的灵敏度大大提高。从此气体传感器在有毒气体检测方面得到了广泛应用。目前的CO传感器主要采用的是3点定电位的电化学原电池传感器。它是上世纪70年代中期，美国Enterqertics Science公司发明三电极控制电位原理检测CO敏感元件专利产品。从分析方法上主要分为电化学法、电气法 (热导式和半导式)、色谱法 (层析法)、光学吸收法(红外吸收法和紫外吸收法)等。根据检测原理的不同，目前主要有电化学传感器、催化可燃气体传感器、固态传感器和红外传感器四种CO检测传感器。 2.4 一氧化碳监测监控系统日新月异的计算机技术、现代控制理论技术、传感器及通信技术的快速发展，使得基于计算机的各种监测监控技术广泛应用于工、农业各生产领域，智能化、自动化、在线化的有毒气体监测系统也随之发展开来。目前，国内有毒气体监测系统基本可分为工控机 、单片机智能化以及基于DCS 控制技术发展起来的监测系统这三类。 一氧化碳的测量是通过传感器将空气中的一氧化碳气体转化为电信号，经电路转换处理后，由LED显示一氧化碳气体浓度，并将此信号转变成电流或者频率信号送到二次仪表，实现远程监测。 3 发展方向 目前，CO检测仪的发展方向主要有微小型化、集成化、智能化、多功能化、通用化及网络和嵌人式互联网化。同时对系统长期工作稳定性、易维修性等方面的要求越来越高。随着半导体工艺和 MEMS (Microelectro mechanical system) 技术的发展，红外气体分析器微型化、便携化成为可能。国外开展 MEMS 红外气体分析系统研究的有日本、法国、瑞士和英国等国家。上世纪80年代末，由于台式计算机的出现，特别是PC机的出现和普及，对危险源的监测预警技术得到迅速发展，后来在监测预警技术中引入了控制技术、通讯技术、专家系统、事故处理方案、危险源泄漏扩散模拟计算等重要技术，使危险源监测预警技术更加完善。近年来，随计算机检测技术的可靠性提高和网络化技术的普及，危险源预警系统从过去的集中监测预警体系结构向多层分布式监控预警系统发展，对整个城市的危险源实现系统化检测，计算机化和网络化应该是现场连续检测的发展方向，而嵌入式互联网技术也为危险源网络化监测提供了基础。 参考文献1王樉.一氧化碳检测仪的测量原理与应用J.中国计量.2010（01）2关中辉，贺玉凯，刘中奇.煤矿井下一氧化碳气体检测发展与研究J.矿山机械.2006（05）3吴枰.有毒气体监测分析方法的应用与研究J.环境与发展.2015（08）