英国Clairair红外气体传感器在煤矿行业应用

醉梦人

瓦斯灾害是煤矿安全生产的主要威胁之一。我国煤矿井下事故频发，伤亡人数曾超过所有重大事故的一半。甲烷（CH₄）作为瓦斯的主要成分，在煤炭形成过程中储存在煤层中，占瓦斯的83%—89%，是煤矿中最有害的气体。甲烷无色、无味，虽然无毒，但当其与空气混合达到一定浓度（5.3%—15.0%）时，遇高温火源即会燃烧或爆炸

长期以来，煤矿井下甲烷监测主要依赖催化燃烧式传感器。这类传感器通过催化珠表面的氧化反应产生热量变化来测量气体浓度，催化燃烧式传感器有一定的缺陷，比如：

（1）易中毒失效。 催化元件极易受到含硫、磷、硅、铅、卤素等化合物的侵蚀而“中毒”失效。煤矿井下环境复杂，空气中常含有多种杂质气体，导致催化传感器频繁失效、寿命缩短。

（2）维护成本高。 传统传感器需要频繁校准和更换，不仅增加了运维成本，更带来了因设备失效而导致的安全隐患。

（3）响应一致性差。 不同传感器之间的性能差异较大，难以保证整个监测系统的可靠性和一致性。

英国CLAIRAIR公司推出的红外气体传感器系列，采用非分散红外（NDIR）技术，很好解决煤矿环境甲烷检测问题。纯物理光学检测原理，不涉及任何化学反应，使传感器对有毒有害物质完全免疫的。

CLAIRAIR传感器内部集成了一个红外辐射光源、一个双元件定制红外探测器，以及一个独特的光波导结构。气体通过扩散进入光波导，红外光源发出的光在波导内与待测气体充分相互作用，再由双元件探测器分别测量信号通道与参比通道的红外强度。

核心优势

抗中毒，长寿命。 不受含硫、含硅等介质的侵蚀，使用寿命远超传统催化燃烧传感器，大幅降低更换频率和维护成本。

高精度，宽量程。 以Prime1为例，分辨率高达0.01%，量程覆盖0-10%Vol；在10-100%Vol范围内分辨率为0.1%。单个传感器可同时覆盖0-100%LEL和0-100%VOL两个量程，在煤矿瓦斯抽放等需要兼顾低浓度预警与高浓度测量的场景中尤为实用。

高湿环境稳定工作。 CLAIRAIR传感器可在高湿度环境中精准工作，完美适应煤矿井下潮湿的恶劣工况。

自动校准，免维护。 传感器自动修正漂移，零点自动调整，在寿命周期内几乎不需要人工维护

PrimePELL 高分辨率红外甲烷传感器

PrimePELL是替代催化燃烧型红外传感器，最大亮点在于可以不改变原有电路、完全替代催化燃烧传感器

超高分辨率： 0.01%（0-10%Vol量程）

宽量程覆盖： 0-100%LEL甲烷 / 0-100%Vol甲烷

灵活输出： 线性电压输出或模拟催化燃烧电桥输出、UART数字输出

全金属结构： 绝缘外壳，不受外界光源影响

宽温度工作范围： 适应煤矿井下温度变化

适用场景： 煤矿采煤工作面、回风巷甲烷浓度精准监测，瓦斯抽放系统气体检测。

应用场景：

煤矿瓦斯抽放系统需要同时监测低浓度预警和高浓度测量。PrimePELL的双量程自动切换功能（0-100%LEL和0-100%Vol）完美适配这一需求.