傳感器在煤礦機電一體化中的運用與發展

韋雨

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

關鍵詞：傳感器機電一體化運用發展

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：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、化學組成，同時能將其所探測的信息傳遞給其他裝置或系統。煤礦生產具有規模大、難度大及危險性高的特點，將傳感器有效應用于煤礦的機電一體化系統中，可在一定程度上確保機電一體化系統工作的可靠性和有效性。因此對于煤炭開采企業，充分了解并掌握傳感器在機電一體化中的應用和發展具有重要意義。

1傳感器概述

傳感器，其實質是一種特殊的物理裝置，可以有效的探測到外界信號、物理條件和化學組成，并將信號傳遞給系統中其他裝置。就目前講，傳感器是企業生產活動中獲取有用信息的主要途徑，特別對于生產難度大、危險性高的施工作業，因此傳感器已成為當今社會生產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和施工中應用的普遍性。

2傳感器在煤礦機電一體化中的運用與發展

煤炭是我國經濟的重要組成部分，煤炭的開采作業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中的應用，對高效率、高質量生產起到了很大的推動作用。隨著社會發展對煤炭需求的不斷增加，有效的將傳感器應用于煤礦機電一體化系統中，不但可有效提高機電一體化系統的有效性和可靠性，同時也能夠對煤礦的安全、高效生產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中的應用

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

（1）在煤礦機器人的應用。

眾所周知，煤礦作業具有較高的危險性，為此通過機器人探測、獲取施工環境和信息成為目前煤礦高難度作業的主要途徑。將傳感器應用于機器人，就相當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人員，傳感器的應用將煤礦機電一體化產業向前推動了一大步，同時也為煤礦的安全作業提供了保障。

（2）在煤礦電液控制系統中的應用。

液壓支架在煤礦生產中占有重要地位，是實現模擬人工操作的關鍵性設備。具有傳感器等多種支架控制單元組成的電液控制系統，與傳統的手動操作、人為操作具有作業效率高、安全性高和操作性便捷等優勢。傳感器在煤礦電液控制系統中的應用，實現了礦井下無人作業的局面，從而有效的保護了施工人員的人身安全。

（3）在煤礦安全生產監控系統中的應用。

①煤塵測量。煤礦生產過程中，煤塵是威脅生產安全的主要因素之一，而傳感器在煤礦中的應用則為安全生產提供了有力保障。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用如圖1所示。

②瓦斯爆炸。瓦斯爆炸是煤礦安全生產的最大威脅，瓦斯主要成分為甲烷，為此將強對煤礦甲烷氣體的監控、檢測至關重要。光纖氣體傳感器的原理為，礦井瓦斯中不同氣體的分子結構所對應的吸收光譜不同，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控，有效保證了狂進施工作業的安全性。

2.2 傳感器在煤礦機電一體化系統中的發展

到目前為止，傳感器在煤礦機電一體化系統中的應用已取得了一定程度的進步。然而隨著煤礦中機電一體化系統的不斷發展與完善，傳感器在煤礦機電一體化系統中的應用也應該向著技術化、微型化、智能話及數字化方向發展。

首先可集中目前傳感器所能感受到的對象，如生物學、光電子及微電子等；其次根據上述集中的信息感受對象，不斷研究并開發出創新型的敏感材料，從而有利于研制出高科技、應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的及時性、可靠性；最后提倡煤礦機電一體化系統數字化和智能化。傳統煤礦中應用的傳感器不過是一個單一的模擬信號，而伴隨著社會的發展，傳統傳感器應掙脫傳統束縛，將單一的模擬信號改變為已處理好的數字信號，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中傳感器的應用，為煤礦開采和作業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中的應用越來越普遍，但是隨著社會需求的發展與變化，煤礦機電一體化系統中傳感器應不斷探索、不斷總結，以研究、發現質量更好的傳感器新型材料，從而為煤礦機電一體化系統提供較高的檢測水平，以確保煤礦機電一體化系統在煤礦生產作業過程的安全性和可靠性，并推動我國煤礦業的快速發展。

參考文獻

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