传感器技术的运用，在煤矿监测系统中占有越来越重要的地位。传感器的本质是通过测量系统，可测量煤矿井下甲烷浓度、温度、风速、ＣＯ浓度等等，并将测量的数据按照一定的规律转化成电信号，机器系统将电信号转化为具体的数值，便可以实现环境的感知基础技术，进而有效推动着生产水平的提升。本文简要介绍了几种关乎生产安全、监控系统中，普遍使用的传感器在煤矿监控系统中的应用情况。
一、ＣＯ传感器的应用
随着传感器技术的不断进步，应运而生出大量矿用传感器，并且传感器的精度不断提升，功能不断完善，有效提高了煤矿监控系统的有效性以及可靠性，是安全监管的有利手段和安全生产的可靠保障。借助CO传感器，利用矿井中一氧化碳的浓度，可判断煤矿是否存在煤矿生产中较为容易出现的一氧化碳气体。一氧化碳气体的大量存在，会对矿井工作人员的生命安全造成威胁，大量吸入一氧化碳，可导致工作人员快速死亡，CO传感器的存在，对煤矿中的工作人员起到十分重要的作用。
例如，在进行钻孔作业时，煤炭容易在钻孔内不充分燃烧，进而产生大量的一氧化碳气体。一氧化碳是无色无味的有毒气体，极易引起人体中毒。所以，一氧化碳中毒事件在煤矿中比较容易发生，在煤矿安全规程中有着明确的要求，需要在矿井重点区域，如：大巷、采煤工作面、采空区及回风巷等安装一氧化碳传感器，对该区域的一氧化碳浓度进行实时监测，并且设定紧急报警设施，一旦一氧化碳浓度超过报警值便发出报警，有效保证矿井作业的安全。CO传感器的工作原理如下图所示：
图一 CO传感器工作原理示意图
二、甲烷传感器的应用
甲烷传感器主要用于监测煤矿内瓦斯的浓度，瓦斯是以甲烷为主要成分的混合气体。当瓦斯在空气中达到一定浓度，便有较高的可能性发生爆炸，导致煤矿坍塌。最初使用的传感器类型为电化学传感器和燃烧性传感器，这两种传感器的实用性比较差，有许多的缺点，如：稳定性差、反应时间长以及定期调校等等，这些缺点严重制约着甲烷传感器在煤矿生产中的应用。目前井下使用的传感器已更新为红外传感器，其原理是基于甲烷气体对红外光谱的吸收性，进而来检测甲烷浓度，几乎不会受工作环境影响，特别适合工作环境恶劣的井下环境。除此之外，红外甲烷传感器具有抑制零点漂移的能力。期长不仅降低工作人员的工作量，而且能有效提高甲烷监测的准确性、可靠性。从一线人员的角度来看，如果传感器可靠性低或者准确性不够，此传感器不如不设置。目前煤矿井下设置的甲烷传感器，可以实现全量程测量，具有很高的测量精度，并且具有防水、防尘功能，具有很好的环境适应性。对于传感器的稳定工作具有良好的作用，对于瓦斯监测、安全生产具有非常重要的意义。
例如，在矿井进行作业时，甲烷传感器的检测元件能够根据甲烷的浓度，产生对应的电信号，再经过放大、模数转换送至处理器，根据设定程序实现信息处理。当甲烷数据超标会发出相应动作比如报警、显示等。甲烷传感器在煤矿生产中被普遍应用井巷、工作面、采空区以及回风巷道等均有设置，甲烷传感器技术得到有效发展，同时提高了煤矿作业的安全度。甲烷传感器的工作原理如下图所示：
图二 甲烷传感器的内部工作原理
三、温度传感器的应用
工作环境温度对煤矿生产的安全有着重要的影响，一些测量仪器或传感器也需要根据需要进行校准，如超声波测距等。热电偶温度传感器在过去的煤矿温度测量中得到了广泛的应用，但它存在一些缺点，限制了其在煤矿生产中的进一步应用。例如，测量精度低，误差大，这进一步影响了超声测距。另外，它不方便远距离传输，响应慢，安装调试复杂等，影响工作人员的使用检查。目前，热电偶温度传感器正逐渐被光纤传感器所取代。光纤传感器具有许多优良的特性，尤其适合煤矿恶劣的工作环境。
例如，传感器有较强的抗电磁干扰能力,在复杂的电磁环境中测量精度高,成本低的光纤,频带宽,并且可以适用于长距离传输,特别是光纤温度传感器可以连续测量多点温度沿着线,特别适用于大规模的温度测量的场合。由于光纤温度传感器具有优良的特性，特别适合在煤矿井下进行远距离传输。光纤温度传感器广泛应用于带式输送机中，由于带式输送机工作过程中存在摩擦，容易出现过温的缺陷，而带式输送机一般距离较远，需要连续多点检测。当温度超过限制值时，可切断电源，实现对矿井带式输送机的保护。温度传感器的内部电流工作原理如下图所示：
图三 温度传感器的内部电流工作原理
四、风速传感器的应用
风速是矿山重要的监测指标，对矿山安全生产具有重要意义。一般情况下，井下风速较低，会导致作业人员汗液蒸发缓慢，身体不适，煤矿开采过程中产生的有害气体不能及时从巷道排出，存在瓦斯爆炸的潜在危险。地下风速高，会导致汗液迅速蒸发，操作人员容易受冻，容易产生粉尘和煤灰，因此风速对安全生产和健康影响很大。
例如，许多风速传感器都是基于热敏电阻的原理，利用热对流来测量风速。一般来说，风速越大，散热越快。其实质是对流换热的过程，而散热的大小与温度和风速有关，因此可以利用这个关系来测量风速。给热敏电阻加恒流。当达到热平衡状态时，即热敏电阻的热和散热基本相同。此时，热敏电阻对应于一个阻值。通过测量两端的电压，可以确定风速。风速传感器的工作原理如下图所示：
图四 风速传感器的内部工作原理
总结：综上所述，传感器在提高煤矿监测监控系统的可靠性及精确性方面的应用。利用煤矿监控系统可有效监控生产活动，可以保障煤矿的安全生产，对于提高煤矿企业的经济效益，煤矿产业的竞争力，均有着十分重要的作用。但是目前传感器具有一定的局限性，在运用的过程中要扬长避短，发挥其有效监控的正面效能，为煤矿的安全生产提供更可靠的技术支撑。
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