傳感器在煤礦機電一體化中的運用與發(fā)展

韋雨

摘要：社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展使得煤炭資源的需求量不斷提升，在“要產(chǎn)量，更要安全”的時代背景下，機電一體化在提高煤礦生產(chǎn)量，保證施工安全方面發(fā)揮了巨大的作用，而傳感器則是機電一體化系統(tǒng)中最為重要的“感受器官”。本文就結(jié)合當(dāng)前煤礦施工狀況，對傳感器在煤礦機電一體化中運用進(jìn)行了相關(guān)的探究，并簡略分析、闡述了其的發(fā)展與趨勢。

關(guān)鍵詞：傳感器機電一體化運用發(fā)展

中圖分類號：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0107-01

傳感器是一種能夠感受并探測到外界信號、物理條件、化學(xué)組成，同時能將其所探測的信息傳遞給其他裝置或系統(tǒng)。煤礦生產(chǎn)具有規(guī)模大、難度大及危險性高的特點，將傳感器有效應(yīng)用于煤礦的機電一體化系統(tǒng)中，可在一定程度上確保機電一體化系統(tǒng)工作的可靠性和有效性。因此對于煤炭開采企業(yè)，充分了解并掌握傳感器在機電一體化中的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。

1傳感器概述

傳感器，其實質(zhì)是一種特殊的物理裝置，可以有效的探測到外界信號、物理條件和化學(xué)組成，并將信號傳遞給系統(tǒng)中其他裝置。就目前講，傳感器是企業(yè)生產(chǎn)活動中獲取有用信息的主要途徑，特別對于生產(chǎn)難度大、危險性高的施工作業(yè)，因此傳感器已成為當(dāng)今社會生產(chǎn)活動必不可少的一部分。傳感器的最大特性，在于其涉及范圍廣、綜合性強。傳感器的此種特性，在一定程度上決定了其在生產(chǎn)和施工中應(yīng)用的普遍性。

2傳感器在煤礦機電一體化中的運用與發(fā)展

煤炭是我國經(jīng)濟的重要組成部分，煤炭的開采作業(yè)具有較高的難度和較大的危險性，而機電一體化在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，對高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)起到了很大的推動作用。隨著社會發(fā)展對煤炭需求的不斷增加，有效的將傳感器應(yīng)用于煤礦機電一體化系統(tǒng)中，不但可有效提高機電一體化系統(tǒng)的有效性和可靠性，同時也能夠?qū)γ旱V的安全、高效生產(chǎn)施工起到重要的保障作用。

2.1 傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

通常講，傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用較為廣泛，本文將從以下幾方面分析并論述傳感器的煤礦生產(chǎn)中的重要作用，具體如下。

（1）在煤礦機器人的應(yīng)用。

眾所周知，煤礦作業(yè)具有較高的危險性，為此通過機器人探測、獲取施工環(huán)境和信息成為目前煤礦高難度作業(yè)的主要途徑。將傳感器應(yīng)用于機器人，就相當(dāng)于將機器人變成了像人一樣有觸覺、有視覺、有聽覺的真實的作業(yè)人員，傳感器的應(yīng)用將煤礦機電一體化產(chǎn)業(yè)向前推動了一大步，同時也為煤礦的安全作業(yè)提供了保障。

（2）在煤礦電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

液壓支架在煤礦生產(chǎn)中占有重要地位，是實現(xiàn)模擬人工操作的關(guān)鍵性設(shè)備。具有傳感器等多種支架控制單元組成的電液控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的手動操作、人為操作具有作業(yè)效率高、安全性高和操作性便捷等優(yōu)勢。傳感器在煤礦電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了礦井下無人作業(yè)的局面，從而有效的保護(hù)了施工人員的人身安全。

（3）在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

①煤塵測量。煤礦生產(chǎn)過程中，煤塵是威脅生產(chǎn)安全的主要因素之一，而傳感器在煤礦中的應(yīng)用則為安全生產(chǎn)提供了有力保障。光纖傳感器在煤塵測量中的工作原理，即光向后散射法，而后將獲取信息傳送給計算機，再由計算機操作人員及時管理和控制，此時傳感器在煤塵測量中的應(yīng)用如圖1所示。

②瓦斯爆炸。瓦斯爆炸是煤礦安全生產(chǎn)的最大威脅，瓦斯主要成分為甲烷，為此將強對煤礦甲烷氣體的監(jiān)控、檢測至關(guān)重要。光纖氣體傳感器的原理為，礦井瓦斯中不同氣體的分子結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的吸收光譜不同，并且同一種氣體在不同濃度時，同一吸收峰所吸收的強度也有所不同，由此通過對氣體特定波長光吸收程度的檢測和信息反饋，就可以確定礦井中氣體的成分和濃度狀況。傳感器在此處的應(yīng)用，做到了對礦井中瓦斯所含氣體類別和濃度的實時檢測和監(jiān)控，有效保證了狂進(jìn)施工作業(yè)的安全性。

2.2 傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的發(fā)展

到目前為止，傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用已取得了一定程度的進(jìn)步。然而隨著煤礦中機電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展與完善，傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用也應(yīng)該向著技術(shù)化、微型化、智能話及數(shù)字化方向發(fā)展。

首先可集中目前傳感器所能感受到的對象，如生物學(xué)、光電子及微電子等；其次根據(jù)上述集中的信息感受對象，不斷研究并開發(fā)出創(chuàng)新型的敏感材料，從而有利于研制出高科技、應(yīng)用范圍廣的新型傳感器；另外積極提高傳感器的靈敏度和精度，以有效保證煤礦聲場機電一體化系統(tǒng)的及時性、可靠性；最后提倡煤礦機電一體化系統(tǒng)數(shù)字化和智能化。傳統(tǒng)煤礦中應(yīng)用的傳感器不過是一個單一的模擬信號，而伴隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)傳感器應(yīng)掙脫傳統(tǒng)束縛，將單一的模擬信號改變?yōu)橐烟幚砗玫臄?shù)字信號，以滿足智能傳感器的講授需求。

總而言之，煤礦機電一體化系統(tǒng)中傳感器的應(yīng)用，為煤礦開采和作業(yè)施工提供了有力的保障。雖然我國傳感器在煤礦機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍，但是隨著社會需求的發(fā)展與變化，煤礦機電一體化系統(tǒng)中傳感器應(yīng)不斷探索、不斷總結(jié)，以研究、發(fā)現(xiàn)質(zhì)量更好的傳感器新型材料，從而為煤礦機電一體化系統(tǒng)提供較高的檢測水平，以確保煤礦機電一體化系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程的安全性和可靠性，并推動我國煤礦業(yè)的快速發(fā)展。

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