丁恩杰, 李 欣， 陈春旭， 谭晓哲， 刘学瑞

(1.中国矿业大学 物联网(感知矿山)研究中心，江苏 徐州 221008;2.矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室，江苏 徐州 221008)

采用脉冲供电的催化传感器的工作性能研究*

丁恩杰1,2, 李 欣1,2， 陈春旭1，2， 谭晓哲1，2， 刘学瑞1,2

(1.中国矿业大学 物联网(感知矿山)研究中心，江苏 徐州 221008;2.矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室，江苏 徐州 221008)

针对煤矿瓦斯监测系统中催化传感器功耗高的问题，提出了采用脉冲供电方式对传统供电方式进行改进的方法。分析了载体催化元件的工作特性和脉冲供电原理；通过实验研究了不同CH4浓度的标准气样下，供电脉冲频率、脉宽(即占空比)与传感器灵敏度之间的关系。实验结果表明：和普通催化传感器相比，采用脉冲供电的将会很大程度上降低催化传感器的功耗，延长便携式设备的生命周期；同时,分析得到采用脉冲供电的可行性和最佳频率。

瓦斯催化传感器； 低功耗； 脉冲供电； 脉冲频率； 脉宽； 传感器灵敏度

0 引 言

煤矿井下瓦斯集聚给煤炭的安全生产带来隐患，及时准确地对矿井瓦斯进行检测可为煤矿瓦斯灾害防治提供技术基础[1]。便携式瓦斯检测仪是目前常用的一种检测瓦斯的仪器，具有结构简单、方便携带等优点[2],但便携式装备的能耗问题历来是人们关注的焦点,在节点的总能耗中，催化传感器的功耗占有较大比例，约为250～320 mW。

为了降低催化传感器的功耗，本文引入脉冲供电对传统的供电方式进行改进，分析得到供电脉冲频率、脉宽(即占空比)与传感器灵敏度之间的关系，实验结果显示：采用脉冲供电可显著降低催化传感器的能耗。……