傳感器KG9701說明書

1、1.概述KG9701型智能低濃度沼氣傳感器是一種專門用以監(jiān)測煤礦井下低濃度瓦斯氣體的本質(zhì)安全型檢測儀表。除能連續(xù)監(jiān)測外，還能自動(dòng)地將檢測到的沼氣（瓦斯）濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)送往與之相連的煤礦井下安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)必要的近、遠(yuǎn)程設(shè)備斷電。1.1 產(chǎn)品特點(diǎn)1.1.1 KG9701型傳感器采用新型單片微機(jī)和高集成數(shù)字化電路,結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、調(diào)試維護(hù)方便。1.1.2 KG9701型傳感器的傳感頭采用了新型的熱催化元件，使整機(jī)的性能更加穩(wěn)定，調(diào)校周期大大延長。1.1.3 KG9701型傳感器的零點(diǎn)、靈敏度及報(bào)警點(diǎn)皆可用紅外遙控器調(diào)節(jié)。1.1.4 KG9701傳感器除可連續(xù)檢測沼氣外，還具有斷電控制

2、功能, 斷電點(diǎn)也可任意設(shè)定,真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。1.1.5 KG9701型傳感器的電源部分采用了新型開關(guān)電源,降低了整機(jī)功耗,增加了儀器的傳輸距離。1.1.6 KG9701型傳感器設(shè)計(jì)了故障自檢功能,便于使用與維護(hù)。1.1.7 KG9701傳感器的外殼為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu),儀器的抗沖擊能力強(qiáng)。1.2 主要用途及適用范圍主要用途：煤礦井下沼氣濃度的連續(xù)監(jiān)測適用范圍：煤礦井下的采掘工作面、機(jī)電峒室、回風(fēng)巷道等具有瓦斯暴炸危險(xiǎn)的地點(diǎn)和場所1.3 品種、規(guī)格品種：礦用型沼氣傳感器 規(guī)格：低濃度、半固定式連續(xù)監(jiān)測1.4 型號(hào)的組成及其代表的意義本產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中執(zhí)行的是煤炭科學(xué)研究總院重慶分院發(fā)布的Q/MKCX

3、X2000企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。KG9701型智能低濃度沼氣傳感器型號(hào)的定義依據(jù) MT/T154.101996煤礦安全儀器儀表產(chǎn)品型號(hào)編制方法和管理辦法的規(guī)定。具體解釋如下：K G 9701產(chǎn)品自編號(hào)傳感器 礦用1.5 使用環(huán)境1.5.1 環(huán)境溫度：0 +401.5.2 相對濕度：98% 1.5.3 大氣壓力：80Kpa 110KPa(相對海拔高度-1000m 1500m)1.5.4 風(fēng)速：0 8m/s1.5.5 礦井環(huán)境中的H2S氣體濃度：< 6×10-6 1.6 安全特征 安全類型：礦用本安兼隔爆型 安全標(biāo)志：Exibdi(+150) 2.結(jié)構(gòu)特征與工作原理2.1 結(jié)構(gòu)特征:KG970

4、1型智能低濃度沼氣傳感器的外型為長方體、不銹鋼結(jié)構(gòu)。2.1.1 KG9701型智能低濃度沼氣傳感器外型結(jié)構(gòu)示意圖:2.2 工作原理KG9701型智能低濃度沼氣傳感器采用熱催化原理測量沼氣濃度。熱催化元件與金屬膜電阻、調(diào)節(jié)電位器P1組成惠斯登測量電橋。工作時(shí),被測環(huán)境中的沼氣以擴(kuò)散的方式進(jìn)入氣室腔與敏感元件發(fā)生反應(yīng)，測量電橋隨即產(chǎn)生與沼氣濃度相應(yīng)的電訊號(hào)。該訊號(hào)經(jīng)放大后被送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并送往89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后發(fā)往與之相連的井下監(jiān)控分站直至地面中心站，實(shí)現(xiàn)井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測及就地?cái)?shù)字顯示和聲光報(bào)警。(承接2.1.1結(jié)構(gòu)示意圖)。1234 56 78 圖1 KG

5、9701型智能低沼濃度傳感器外型結(jié)構(gòu)示意圖1. 提手 2. 航空插頭 3. 銘牌 4. 蜂鳴器5. 顯示窗 6. 報(bào)警燈 7.元件氣室 8.氣室防塵罩2.3電路原理KG9701型智能低濃度沼氣傳感器的整機(jī)電路主要由測量電橋、A/D轉(zhuǎn)換電路、89C51為中央處理單元、數(shù)字顯示、聲光報(bào)警等單元電路組成，電原理框圖如圖2所示：LED顯示看門狗EEPROM信號(hào)輸出 89C51單片機(jī)I/O接口A/D轉(zhuǎn)換器聲光報(bào)警遙控調(diào)校開關(guān)電源穩(wěn)壓電路熱催化電橋圖2 KG9701型智能低濃度沼氣傳感器電原理框圖3、主要技術(shù)指標(biāo)3.1 測量范圍：0 4.00 %CH4 3.2 測量精度：0.00 1.00%CH4

6、77;0.10%CH4 （基本測量誤差） 1.00 2.00%CH4 ±0.20%CH4 （基本測量誤差） 2.00 4.00%CH4 ±0.30%CH4 （基本測量誤差）3.3 顯示方式：四位紅色數(shù)碼管3.4 顯示定義：第一位功能顯示 1調(diào)零 2調(diào)靈敏度 3調(diào)報(bào)警點(diǎn) 4調(diào)斷電點(diǎn) 5自檢 后三位：沼氣濃度值顯示( 單位：CH4 )3.5 信號(hào)輸出類型： 電流或頻率3.6 信號(hào)輸出范圍： 1 5mA （線性對應(yīng)0 4%CH4）200Hz 1000Hz （線性對應(yīng)0 4%CH4） 3.7 信號(hào)帶負(fù)載能力： 0 4003.8 報(bào)警方式： 二級(jí)間歇式聲光報(bào)警 聲音強(qiáng)度85dB 光強(qiáng)

7、度：能見度 >20m3.9 報(bào)警點(diǎn)設(shè)置：0.50%CH4 2.50%CH4 任意可調(diào)3.10 斷電點(diǎn)設(shè)置: 0.50%CH4、0.75%CH4、1.00%CH4、1.25%CH4、1.50%CH4、相應(yīng)的復(fù)電點(diǎn)： 0.40%CH4、0.65%CH4、0.90%CH4、1.15%CH4、1.40%CH43.11 采樣方式： 限制擴(kuò)散式3.12 反應(yīng)速度： 30S3.13 熱催化元件壽命：一年以上3.14 整機(jī)工作電壓： +9 +24V.DC3.15 整機(jī)工作電流： 60mA（+18VDC） 4 、尺寸、重量4.1 外形尺寸：190×114×57mm4.2 整機(jī)重量：70

8、0g4.3 外殼材料：不銹鋼4.4 外殼顏色：銀白色5、使用、調(diào)校、維護(hù)5.1 使用5.1.1 使用前準(zhǔn)備1 42 3 3 3 2 使用前首先應(yīng)將來自井下分站或斷電儀的專用電纜與本傳達(dá)感器正確連接。連接的方法是將電纜航空插頭上的缺口與傳感器上航空插座的相應(yīng)位置對準(zhǔn)、插好、旋緊。航空電纜插座、插頭的接線要求如圖3、圖4所示：1 42 32 3圖3 傳感器上電纜插座的插孔排序示意圖 圖4 電纜航空插頭插針排序示意圖1電纜接頭1號(hào)口（紅色線），電源正級(jí)2電纜接頭2號(hào)口（藍(lán)色線），電源負(fù)級(jí)3電纜接頭3號(hào)口（白色線），接恒流輸出或頻率輸出4電纜接頭4號(hào)口（綠色線），執(zhí)著斷電信號(hào)（恒流）輸出5.2 傳感器

9、調(diào)校（上升鍵 下降鍵）5.2.1 零點(diǎn)調(diào)校： 方法一： 按5.1.1的要求正確連接好傳感器，并使之進(jìn)入正常工作狀態(tài)。預(yù)熱20分鐘后，在新鮮空氣中觀察傳感器顯示窗內(nèi)的LED數(shù)字顯示是否為零，若有偏差，請將配套遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，輕輕按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示“1”，然后再同時(shí)按動(dòng)遙控器上的上升鍵和下降鍵，使傳感儀器顯示窗內(nèi)的顯示為零，即完成校零工作。 方法二： 傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，預(yù)熱20分鐘，在新鮮空氣中觀察傳感器顯示窗內(nèi)的LED數(shù)字顯示是否為零，若有偏差，請將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，輕輕按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示“1”，然后再

10、分別按動(dòng)遙控器上的上升鍵和下降鍵，傳感器顯示窗內(nèi)的LED數(shù)字顯示為零，即完成校零工作。注：在傳感器零點(diǎn)的調(diào)校過程中，小數(shù)碼管的顯示變?yōu)椤?1”，則說明傳感器的零點(diǎn)已偏負(fù)。5.2.2 精度調(diào)校： 在傳感器的電氣零點(diǎn)調(diào)節(jié)完后，還必須進(jìn)行傳感器的精度調(diào)校。方法是：旋開傳感器氣室頂部的氣室防塵罩，將通氣罩插入并罩住傳感器粉末冶金氣室的外部。然后通入濃度約2%CH4的標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體（或預(yù)先配制好的同濃度甲烷氣），通氣流量控制在200ml/分鐘。此時(shí)，傳感器顯示窗內(nèi)的數(shù)字顯示應(yīng)與通入的甲烷氣體濃度值相同。若有偏差，則請將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，輕輕按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使顯示窗內(nèi)小數(shù)碼管顯示為“2”，然后

11、再根據(jù)需要分別按動(dòng)遙控器上的上升鍵或下降鍵，直至傳感器顯示窗內(nèi)的顯示值與實(shí)際通入的甲烷氣體濃度值相同為止，即完成傳感器的精度調(diào)校。5.2.3 報(bào)警點(diǎn)調(diào)校:首先使傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài)，然后將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，輕輕按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示為“3”，再根據(jù)實(shí)際需要分別按動(dòng)遙控器上的上升鍵或下降鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的數(shù)字（即報(bào)警點(diǎn)）顯示為所需要的數(shù)值即可完成傳感器報(bào)警點(diǎn)的調(diào)校。注：本傳感器報(bào)警點(diǎn)的可調(diào)節(jié)范圍為：0.50%CH4 2.5%CH4。5.2.4 斷電點(diǎn)的調(diào)節(jié)、設(shè)定待傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，輕輕按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯

12、示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示為“4”，然后分別按動(dòng)上升鍵或下降鍵，即可調(diào)節(jié)、設(shè)置本傳感器的斷電點(diǎn)。斷電點(diǎn)的等級(jí)分為：0.50、0.75 、1.00、1.25、1.5%CH4。5.3 維護(hù)5.3.1自檢: 為了方便檢查傳感器的工作是否正常，本傳感器專門設(shè)計(jì)了自檢功能。具體的使用方法是：將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示“5”，此時(shí)傳感器顯示的數(shù)值應(yīng)為2.00，信號(hào)的輸出值為600HZ（或是300mA）。若顯示“2.AA”或“2.bb”，則說明傳感器內(nèi)熱催化電橋的零點(diǎn)偏離過大，需要通過調(diào)節(jié)機(jī)內(nèi)的零點(diǎn)電位器P1予以校正。5.3.2傳感器內(nèi)熱催化電橋的零點(diǎn)偏離過大

13、的調(diào)校：將遙控器對準(zhǔn)傳感器的顯示窗，同時(shí)按動(dòng)遙控器上的三個(gè)按鍵持續(xù)數(shù)秒鐘，然后立即按動(dòng)選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示為“1”。用螺絲刀旋下傳感器后蓋上的堅(jiān)固螺釘，打開傳感器后蓋，露出整機(jī)電路板。再用專用小螺絲刀調(diào)節(jié)電路板上的零點(diǎn)電位器P1，使傳感器的顯示回到“0.00”即完成調(diào)校。注：進(jìn)行此項(xiàng)操作后，必須再用標(biāo)準(zhǔn)氣體重新對傳感器的精度進(jìn)行校對后方可下井使用。特別提醒：一旦對傳感器的部分參數(shù)進(jìn)行了調(diào)節(jié)后，在斷電之前，都必須按動(dòng)遙控器上的選擇鍵，致使傳感器顯示窗內(nèi)小數(shù)碼管顯示的數(shù)字循環(huán)至消隱，方可使調(diào)校后的參數(shù)存入傳感器的存儲(chǔ)器內(nèi)。否則此次調(diào)校無效。6典型故障處理6.1 傳感器顯示“L.L

14、L” 當(dāng)傳感器顯示L.LL時(shí)，可能是傳感器內(nèi)的催化元件出現(xiàn)斷絲。處理辦法是：斷開電源，取下傳感器帶回地面。打開傳感器后蓋，用萬用表對照安裝圖分別檢測G、r12 、v12之間的電阻值，若在任一邊出現(xiàn)不通，并經(jīng)認(rèn)真檢查確實(shí)不是連線問題后，則應(yīng)更換新的催化元件。6.2 自檢時(shí)傳感器顯示 2.AA 或 2.bb 自檢時(shí)，如傳感器出現(xiàn)顯示 2.AA 或 2.bb 符號(hào)，則說明傳感器的測量橋路零點(diǎn)偏移過大，需對傳感器進(jìn)行硬件調(diào)零。具體步驟：取下傳感器帶回地面。打開傳感器后蓋并接通電源數(shù)分鐘后，同時(shí)按下遙控器或傳感器面板上的三個(gè)按鍵數(shù)秒鐘，然后立即按動(dòng)選擇鍵，使傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管顯示為“1”，再用螺絲

15、刀調(diào)節(jié)電路板上的電位器P1，使傳感受器數(shù)字顯示為零。（注：進(jìn)行此操作后，必須再用標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體對傳感器的測量精度進(jìn)行重新校對，直至傳感器的顯示達(dá)到3.2中所述的技術(shù)指標(biāo)后方可下井使用）。6.3 報(bào)警時(shí)有光無聲或聲音嘶啞 傳感器報(bào)警時(shí)出現(xiàn)有光無聲或聲音嘶啞現(xiàn)象，首先應(yīng)檢查蜂鳴器的連線有無斷線，如無斷線則屬蜂鳴器故障。處理方法：可先用橡膠等彈性物對蜂鳴器片予以襯墊以排除嘶啞現(xiàn)象。如不行，則更換蜂鳴器片。如傳感器顯示已達(dá)報(bào)警值傳感器仍無光無聲，且在檢查報(bào)警燈連線并無斷線情況時(shí)，應(yīng)立即檢查傳感器電路板上的集成器件IC12（CD4011）或晶體管N6（9013），必要時(shí)予以更換。6.4 傳感器接受不到遙控

16、信號(hào) 當(dāng)出現(xiàn)傳感器接受不到遙控信號(hào)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)首先檢查遙控器內(nèi)的電池是否有電，在確認(rèn)電池有電的前提下應(yīng)考慮更換傳感器線路板數(shù)碼管旁的（SFH）紅外接收頭。6.5 小數(shù)碼管顯示的功能位數(shù)字亂跳而無法控制當(dāng)傳感器顯示窗內(nèi)的小數(shù)碼管（功能位）出現(xiàn)數(shù)字亂跳而無法控制時(shí)，解決辦法：更換傳感器線路板數(shù)碼管旁的（SFH）紅外接收頭。6.6 傳感器顯示“8.88”或其它不明字符 當(dāng)傳感器在井下顯示“8.88”等其它不明字符，或反復(fù)顯示“00.00”時(shí)，如傳感器離分站過遠(yuǎn)，則可能是因分站和傳感器間的電纜距離過長造成，適當(dāng)縮短二者間的距離或在二者間增加分站都可使傳感器恢復(fù)正常。若傳感器就在分站附近，則請取下傳感器帶回地面。用專用螺絲刀打開傳感器后蓋，檢查傳感器電路板上的集成器件IC3（7805）是否完好。正常時(shí)，該器件的輸入端應(yīng)該在+18V左右，輸出端在+5V左右。同時(shí)，也可仔細(xì)檢查傳