GJC4礦用甲烷傳感器說(shuō)明書(shū)

1、GJC4礦用甲烷傳感器 使用說(shuō)明 特別提示: 安裝使用產(chǎn)品前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)! 版 本：第2版 日 期：2008年3月 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：Q/JLD 01-2008 GJC4礦用甲烷傳感器 北京中煤安泰機(jī)電設(shè)備有限公司 GJC4礦用甲烷傳感器使用說(shuō)明書(shū) 1概述 GJC4礦用甲烷傳感器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“傳感器”）是采用熱催化原理（俗稱(chēng)黑白元件）探頭制成的固定 式智能甲烷測(cè)量?jī)x器。該傳感器適用于煤礦井下各作業(yè)場(chǎng)所中測(cè)量空氣中的甲烷濃度。傳感器具有紅外 線(xiàn)遙控調(diào)校功能，具有超限聲、光報(bào)警功能，抗高濃度甲烷沖擊保護(hù)功能， 以及超限斷電指令輸出功能; 另外，由于傳感器沒(méi)有調(diào)節(jié)孔和需要調(diào)節(jié)的零件，使得密封性能

2、更好， 工作更可靠。傳感器具有多種信 號(hào)輸出制式，可與國(guó)內(nèi)各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。 下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn) 型號(hào) 測(cè)量范圍：04% CH4 熱催化 G J C 4 甲烷代號(hào) 產(chǎn)品類(lèi)別“傳感器”代號(hào) 8 2基本參數(shù) 2.1 工作環(huán)境條件: a） b） c） d） e） 2.2 2.3 2.4 2.5 工作電壓 12-21VDC o 本安參數(shù)：Ui 21V Ii 70mA Ci : 0.5nF Li : 0mH o 貯存溫度（4060）C o 測(cè)量范圍：04.00%CH4 ；輸出信號(hào)制式（頻率）：2001000Hz、 515Hz、5155Hz ;斷電輸出: 溫 度：040C 相對(duì)濕度：W 98%

3、 （ 25C時(shí)） 大氣壓力：80k Pa116k Pa 風(fēng) 速：08m/s 煤礦井下具有甲烷氣體爆炸性危險(xiǎn)的環(huán)境中，測(cè)量空氣中的甲烷濃度。 5VDC/20mA的直流信號(hào)，或光電隔離輸出。 2.6傳感器采用擴(kuò)散取樣方式，取樣頭上應(yīng)有防塵和防風(fēng)速影響的保護(hù)罩。 0.01 % CH4,并能表示顯示 2.7傳感器以百分體積濃度表示測(cè)定值，采用數(shù)字顯示，其分辨率應(yīng)不低于 值的正或負(fù)。 2.8當(dāng)甲烷濃度超過(guò) 4%時(shí)，傳感器應(yīng)能保護(hù)測(cè)量元件免受高濃度甲烷的沖擊，并保持傳感器的指示值 和輸出信號(hào)值維持在超限狀態(tài)。 2.9傳感器應(yīng)具有遙控調(diào)校功能。 2.10顯示穩(wěn)定性和基本誤差 2.10.1顯示穩(wěn)定性 在0.0

4、04.00CH4范圍內(nèi)，當(dāng)甲烷濃度保持恒定時(shí)，傳感器的顯示值或輸出信號(hào)值（換算成甲烷濃 度）的變化量應(yīng)不超過(guò)0.04% CH40 2.10.2傳感器的基本誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定： 表1 基本誤差表 測(cè)量范圍%CH4 基本誤差 % CH 4 0 1.00% 0.10 1.00 3.00 真值的士 10% 3.00 4.00 0.30 2.11傳感器應(yīng)能在輸入電壓 12V21V范圍內(nèi)正常工作。 2.12傳感器使用電纜的單芯截面積大于1.5mm2,其分布參數(shù)為：電阻w 12.8Q /km,電容w 0.06卩F/km , 2km。 電感w 0.8mH/km。與關(guān)聯(lián)設(shè)備的最大傳輸距離為 20s。 2.13

5、響應(yīng)時(shí)間T90 傳感器的響應(yīng)時(shí)間不大于 2.14報(bào)警功能 2.14.1報(bào)警點(diǎn)：在測(cè)量范圍內(nèi)可調(diào)，出廠(chǎng)時(shí)設(shè)定為1.00% CH4,報(bào)警點(diǎn)誤差： 0.05% CH4。 2.14.2報(bào)警方式：a）報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度在距其 1m遠(yuǎn)處的聲響信號(hào)的聲壓級(jí)應(yīng)不小于80 dB （A）; 2.15 b）光信號(hào)應(yīng)能在20m遠(yuǎn)處清晰可見(jiàn)。 斷電輸出功能 a）斷電點(diǎn)：可調(diào)，出廠(chǎng)時(shí)設(shè)定為1.5 % CH4，斷電點(diǎn)誤差： 0.05%; b）復(fù)電點(diǎn)：可調(diào)，出廠(chǎng)時(shí)設(shè)定為1.0 % CH4，復(fù)電點(diǎn)誤差：士 0.05%; 2.16 C）斷電輸出信號(hào)：5VDC/20mA的直流信號(hào)，或光電隔離輸出。 防爆型式：礦用本質(zhì)安全兼隔爆型 2.1

6、7 防爆標(biāo)志：ExibdI 2.18 2.19 質(zhì)量：約2kg 外形尺寸：254mm X 120mm x 60mm 3工作原理 3.1整機(jī)工作原理 傳感器由電源電路、甲烷氣體敏感元件及電橋電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電電源電路將由關(guān)聯(lián)設(shè)備 送來(lái)的電源穩(wěn)壓為 5V電壓，供給整機(jī)電路使用。 甲烷氣體敏感元件是采用熱催化原理探頭（俗稱(chēng)黑白元件），電橋供電電壓為 2.80V。黑白元件的 發(fā)生 工作原理是：黑白元件由測(cè)量元件（黑元件）和補(bǔ)償元件（白元件）構(gòu)成，測(cè)量元件的表面有黑色的催 化劑。工作時(shí)黑白元件有工作電流流過(guò)而發(fā)熱，空氣中的甲烷在高溫的測(cè)量元件的催化劑作用下， 無(wú)焰燃燒。甲烷濃度越高，測(cè)量元件的

7、溫度越高，而補(bǔ)償元件的溫度不變。測(cè)量電橋輸出與甲烷濃度成 比例的信號(hào)電壓。 電橋信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)放大和 A/D轉(zhuǎn)換后，變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理。經(jīng)智能信號(hào)處理后， 由顯示電路顯示甲烷濃度值，并經(jīng)信號(hào)輸出電路輸出電流或頻率信號(hào)。 報(bào)警/斷電電路由蜂鳴器、發(fā)光二極管和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。當(dāng)甲烷濃度超過(guò)設(shè)定的報(bào)警點(diǎn)時(shí)，傳感器 會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。 當(dāng)甲烷濃度超過(guò)設(shè)定的斷電點(diǎn)時(shí)，傳感器會(huì)有斷電指令信號(hào)輸出；甲烷濃度超過(guò) 斷電點(diǎn)以后，只有當(dāng)甲烷濃度降低到設(shè)定的復(fù)電點(diǎn)以下時(shí)，傳感器才會(huì)解除斷電指令輸出。 3.2功能介紹 自檢結(jié)果正常后，進(jìn)入 傳感器剛通電開(kāi)機(jī)后，顯示單片機(jī)軟件的版本信息，傳感器內(nèi)部進(jìn)行自檢。

8、 工作狀態(tài)。探頭剛通電的10S內(nèi)，顯示為0.00并閃爍，10s以后顯示甲烷濃度且不閃爍。當(dāng)傳感器自檢 結(jié)果不正常時(shí)，不進(jìn)入工作狀態(tài)，傳感器的顯示不變。此時(shí)表明傳感器有故障，應(yīng)該維修。 復(fù)電點(diǎn)。對(duì) 傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，可通過(guò)遙控器對(duì)傳感器進(jìn)行校正或設(shè)定報(bào)警點(diǎn)、斷電點(diǎn)、 傳感器進(jìn)行校正須在傳感器通電預(yù)熱15分鐘后進(jìn)行。 當(dāng)甲烷濃度達(dá)到 4.00%以上時(shí)，為了保護(hù)黑白元件，電橋間斷工作，顯示器閃爍，顯示的數(shù)值只能 作為參考。在保護(hù)狀態(tài)下電橋每3分鐘工作15秒。當(dāng)甲烷濃度低于 4.00%時(shí)，電橋恢復(fù)正常工作。 當(dāng)黑白元件的一臂發(fā)生開(kāi)路或短路故障時(shí)，傳感器顯示“-”。 4使用方法 4.1安裝 傳感

9、器應(yīng)根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求需要，安裝固定在井下需要監(jiān)測(cè)甲烷濃度且無(wú)淋水的地方。 按照下列接線(xiàn)排列和配接設(shè)備連接。 傳感器的五芯插頭的引腳或喇叭口引線(xiàn)排列如下： 1腳-電源正，紅線(xiàn)； 2腳-電源負(fù)，黑線(xiàn)； 3腳-輸出信號(hào)，黃線(xiàn)； 4腳-光耦斷電輸出（發(fā)射極），藍(lán)線(xiàn)； 5腳-光耦斷電輸出（集電極），綠線(xiàn)。 4.2調(diào)校與設(shè)定 甲烷零點(diǎn); 甲烷滿(mǎn)度; 報(bào)警點(diǎn)； 斷電點(diǎn)； 復(fù)電點(diǎn)。 a) b) C） 通過(guò)遙控器，用戶(hù)可對(duì)傳感器的如下五個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)?；蛟O(shè)定: d） e） 傳感器正常使用時(shí)，其校正周期不應(yīng)超過(guò)15天。校正時(shí)應(yīng)使用清潔空氣調(diào)零，用1.003.00%的甲 烷標(biāo)準(zhǔn)氣調(diào)滿(mǎn)度；在地面校正時(shí)，可在新鮮空

10、氣的環(huán)境中進(jìn)行調(diào)零。 傳感器開(kāi)機(jī)預(yù)熱以后，再進(jìn)行校正。傳感器的預(yù)熱時(shí)間最低為 5分鐘，方能對(duì)傳感器的調(diào)零、滿(mǎn)度、 報(bào)警點(diǎn)以及斷電點(diǎn)、復(fù)電點(diǎn)進(jìn)行調(diào)校操作。 校正傳感器的順序是先調(diào)零，后調(diào)滿(mǎn)度。 4.2.1調(diào)零 傳感器開(kāi)機(jī)預(yù)熱15分鐘后，使遙控器正對(duì)傳感器的顯示窗口，按一下“開(kāi)關(guān)”鍵，傳感器進(jìn)入調(diào) 零狀態(tài)，此時(shí)傳感器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。 將傳感器置于新鮮空氣中，或?qū)鞲衅魈筋^通入純凈的標(biāo)準(zhǔn)空氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定 后，按一下遙控器的“向下”鍵，傳感器即自動(dòng)歸零。 傳感器調(diào)零以后，如果要取消剛才的調(diào)零操作，按一下遙控器的“向下”鍵即可。但是，如果調(diào)零 以后又按了遙控器的“開(kāi)關(guān)

11、”或“轉(zhuǎn)換”鍵，就無(wú)法取消剛才的調(diào)零操作。 4.2.2調(diào)滿(mǎn)度 傳感器調(diào)零以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，傳感器進(jìn)入調(diào)滿(mǎn)度狀態(tài)，此時(shí)傳感器的千位數(shù)顯示 “1 ”并閃爍。 對(duì)傳感器探頭通入 1.003.00%的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定后，通過(guò)按遙控器 的“向上”、“向下”鍵，使傳感器的顯示值與所用標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度一致即可。 傳感器的滿(mǎn)度調(diào)節(jié)范圍：顯示值在0.300.50%且黑白元件的靈敏度大于5 mV/1%CH4時(shí)，調(diào)小無(wú) 效，調(diào)大有效；顯示值大于0.50%且黑白元件的靈敏度在530 mV/1%CH 4時(shí)，調(diào)小、調(diào)大都有效。在 上述范圍之外時(shí)，調(diào)大、調(diào)小都無(wú)效。調(diào)滿(mǎn)度無(wú)效時(shí)，傳

12、感器有聲光提示信號(hào)。 4.2.3報(bào)警點(diǎn)設(shè)定 調(diào)滿(mǎn)度以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，傳感器進(jìn)入報(bào)警點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)傳感器的千位數(shù)顯示 “b”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上”、“向下”鍵到要求的數(shù)值，然后再按“轉(zhuǎn)換”鍵即可完成報(bào)警 點(diǎn)的設(shè)定，進(jìn)入斷電點(diǎn)的設(shè)定。 4.2.4斷電點(diǎn)設(shè)定 傳感器進(jìn)入斷電點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)時(shí), 下”鍵到需要的數(shù)值，再按“轉(zhuǎn)換” 傳感器的千位數(shù)顯示“ 鍵，即可完成斷電點(diǎn)的設(shè)定, d”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上” 進(jìn)入復(fù)電點(diǎn)的設(shè)定。 、“向 4.2.5復(fù)電點(diǎn)設(shè)定 傳感器進(jìn)入復(fù)電點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)時(shí), 傳感器的千位數(shù)顯示“ F”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上” 、“向 下”鍵選擇需要的數(shù)值，再按

13、“轉(zhuǎn)換”鍵，即可完成復(fù)電點(diǎn)的設(shè)定。此時(shí)按“開(kāi)關(guān)”鍵傳感器即退出遙 控狀態(tài)。 4.3遙控器的使用 遙控器有四個(gè)鍵，分別是“開(kāi)關(guān)”、“轉(zhuǎn)換”、“向上”、“向下”。使用時(shí)，遙控器正對(duì)傳感器的顯示 窗口，按一下“開(kāi)關(guān)”鍵，傳感器進(jìn)入遙控狀態(tài)，此時(shí)傳感器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。通過(guò)遙控器 的“轉(zhuǎn)換”鍵，可以將傳感器按上述4.2條ae的順序依次切換參數(shù)，并可從千位數(shù)顯示的符號(hào)加以區(qū) 別各參數(shù)。在各參數(shù)狀態(tài)下，通過(guò)遙控器的“向上”和“向下”鍵，可以調(diào)節(jié)該參數(shù)大小。詳細(xì)的調(diào)節(jié) 方法在本說(shuō)明書(shū)4.2.1 4.2.5條中敘述。調(diào)節(jié)完后，再按一下“開(kāi)關(guān)”鍵，傳感器退出遙控狀態(tài)，恢復(fù) 正常的測(cè)量狀態(tài)。當(dāng)傳感器在遙控

14、狀態(tài)的最后一個(gè)參數(shù)（復(fù)電點(diǎn)設(shè)定）時(shí)，按一下“轉(zhuǎn)換”鍵和按一下 “開(kāi)關(guān)”鍵效果一樣，都能使傳感器退出遙控狀態(tài)。 4.4傳感器的輸出信號(hào) 4.4.1頻率輸出 輸出信號(hào)為頻率時(shí)，輸出電流10mA 10mA。 4.4.2斷電指令輸出 光電耦合器隔離型式，允許電流 5使用維護(hù) 5.1新傳感器的啟用 通過(guò)試驗(yàn)后再下井安裝投 用戶(hù)收到新傳感器后，應(yīng)在地面與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)備和配接設(shè)備連接, 入使用，以確認(rèn)傳感器的各項(xiàng)性能完好。 5.2長(zhǎng)期不用的傳感器的收藏 傳感器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)放置在空氣新鮮、干燥、無(wú)腐蝕氣體、無(wú)輻射、無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)的環(huán)境中。當(dāng)傳 感器再次啟用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正，并檢查傳感器的穩(wěn)定性，以確保傳感器的

15、正常使用。 5.3更換黑白元件 當(dāng)傳感器的黑白元件靈敏度降低到5mV/1%CH 4時(shí)，或黑白元件的穩(wěn)定性明顯變壞時(shí)，或黑白元件的中點(diǎn)電壓偏離太大時(shí)，應(yīng)更換黑白元件。更換黑白元件時(shí)，應(yīng)注意元件的極性，不能焊反。更換過(guò)黑 白元件的傳感器，應(yīng)通電 24h并進(jìn)行校正后，方可下井使用。 6注意事項(xiàng)： 6.1傳感器的維修應(yīng)在地面進(jìn)行，嚴(yán)禁在井下等危險(xiǎn)場(chǎng)所對(duì)傳感器進(jìn)行修理。 6.2用戶(hù)不能隨意更改傳感器的電路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)，以免影響傳感器的防爆性能。傳感器的外殼、黑 白元件等重要配件，應(yīng)從傳感器的生產(chǎn)廠(chǎng)家購(gòu)買(mǎi)，嚴(yán)禁代用，以確保傳感器的防爆性能。 6.3為保證傳感器準(zhǔn)確可靠，應(yīng)按照煤礦安全規(guī)程等規(guī)章的要求，定

16、期對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)校，一般應(yīng) 15天進(jìn)行一次。 6.4傳感器的維修應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的技術(shù)人員進(jìn)行。用戶(hù)無(wú)法排除傳感器的故障時(shí)，應(yīng)寄回生產(chǎn)廠(chǎng)家或通 知生產(chǎn)廠(chǎng)家負(fù)責(zé)維修。 6.5維修時(shí)不得隨意改變本安電路及其關(guān)聯(lián)電路電氣元件的參數(shù)、規(guī)格、型號(hào)。 6.6傳感器只能與說(shuō)明書(shū)上要求的設(shè)備連接使用，與其它設(shè)備連接使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行防爆聯(lián)檢。 6.7催化元件應(yīng)符合 AQ 6202-2006的規(guī)定，且應(yīng)有安全標(biāo)志有效期內(nèi)的安全標(biāo)志證書(shū)。 7傳感器的成套性 傳感器出廠(chǎng)時(shí)，包括下列內(nèi)容： a) b) c) GJC4礦用甲烷傳感器一臺(tái); 使用說(shuō)明書(shū)一本； 產(chǎn)品合格證一張； 遙控器一只。 d) 8訂貨須知 8.1傳感器的輸出信號(hào)范圍和輸出電路型式，應(yīng)在訂貨合同中注明。 8.2傳感器是否需要斷電信號(hào)輸出及其輸出電路型式，應(yīng)在訂貨合同中注明。 9生產(chǎn)廠(chǎng)家: 單位名稱(chēng)：北京中煤安泰機(jī)電設(shè)備有限公司 地 址：北京市通州區(qū)梨園鎮(zhèn)料器路 郵政編碼：101121 聯(lián)系電話(huà)81524470 聯(lián)系人：郭增生 配接設(shè)備： a) b) KJF83A礦用井下分站 防爆型式：礦用本質(zhì)安全型 C) 防爆標(biāo)志：ExibI d)