GJC4礦用甲烷傳感器說明書

1、GJC4礦用甲烷傳感器 使用說明 特別提示: 安裝使用產品前，請仔細閱讀產品使用說明書! 版 本：第2版 日 期：2008年3月 執(zhí)行標準：Q/JLD 01-2008 GJC4礦用甲烷傳感器 北京中煤安泰機電設備有限公司 GJC4礦用甲烷傳感器使用說明書 1概述 GJC4礦用甲烷傳感器（以下簡稱“傳感器”）是采用熱催化原理（俗稱黑白元件）探頭制成的固定 式智能甲烷測量儀器。該傳感器適用于煤礦井下各作業(yè)場所中測量空氣中的甲烷濃度。傳感器具有紅外 線遙控調校功能，具有超限聲、光報警功能，抗高濃度甲烷沖擊保護功能， 以及超限斷電指令輸出功能; 另外，由于傳感器沒有調節(jié)孔和需要調節(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 號輸出制式，可與國內各種監(jiān)測系統(tǒng)配套使用。 下列術語和定義適用于本標準 型號 測量范圍：04% CH4 熱催化 G J C 4 甲烷代號 產品類別“傳感器”代號 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 測量范圍：04.00%CH4 ；輸出信號制式（頻率）：2001000Hz、 515Hz、5155Hz ;斷電輸出: 溫 度：040C 相對濕度：W 98%

3、 （ 25C時） 大氣壓力：80k Pa116k Pa 風 速：08m/s 煤礦井下具有甲烷氣體爆炸性危險的環(huán)境中，測量空氣中的甲烷濃度。 5VDC/20mA的直流信號，或光電隔離輸出。 2.6傳感器采用擴散取樣方式，取樣頭上應有防塵和防風速影響的保護罩。 0.01 % CH4,并能表示顯示 2.7傳感器以百分體積濃度表示測定值，采用數(shù)字顯示，其分辨率應不低于 值的正或負。 2.8當甲烷濃度超過 4%時，傳感器應能保護測量元件免受高濃度甲烷的沖擊，并保持傳感器的指示值 和輸出信號值維持在超限狀態(tài)。 2.9傳感器應具有遙控調校功能。 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，當甲烷濃度保持恒定時，傳感器的顯示值或輸出信號值（換算成甲烷濃 度）的變化量應不超過0.04% CH40 2.10.2傳感器的基本誤差應符合表1的規(guī)定： 表1 基本誤差表 測量范圍%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傳感器應能在輸入電壓 12V21V范圍內正常工作。 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。與關聯(lián)設備的最大傳輸距離為 20s。 2.13

5、響應時間T90 傳感器的響應時間不大于 2.14報警功能 2.14.1報警點：在測量范圍內可調，出廠時設定為1.00% CH4,報警點誤差： 0.05% CH4。 2.14.2報警方式：a）報警聲級強度在距其 1m遠處的聲響信號的聲壓級應不小于80 dB （A）; 2.15 b）光信號應能在20m遠處清晰可見。 斷電輸出功能 a）斷電點：可調，出廠時設定為1.5 % CH4，斷電點誤差： 0.05%; b）復電點：可調，出廠時設定為1.0 % CH4，復電點誤差：士 0.05%; 2.16 C）斷電輸出信號：5VDC/20mA的直流信號，或光電隔離輸出。 防爆型式：礦用本質安全兼隔爆型 2.1

6、7 防爆標志：ExibdI 2.18 2.19 質量：約2kg 外形尺寸：254mm X 120mm x 60mm 3工作原理 3.1整機工作原理 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轉換電電源電路將由關聯(lián)設備 送來的電源穩(wěn)壓為 5V電壓，供給整機電路使用。 甲烷氣體敏感元件是采用熱催化原理探頭（俗稱黑白元件），電橋供電電壓為 2.80V。黑白元件的 發(fā)生 工作原理是：黑白元件由測量元件（黑元件）和補償元件（白元件）構成，測量元件的表面有黑色的催 化劑。工作時黑白元件有工作電流流過而發(fā)熱，空氣中的甲烷在高溫的測量元件的催化劑作用下， 無焰燃燒。甲烷濃度越高，測量元件的

7、溫度越高，而補償元件的溫度不變。測量電橋輸出與甲烷濃度成 比例的信號電壓。 電橋信號電壓經過放大和 A/D轉換后，變成數(shù)字信號，進入單片機進行處理。經智能信號處理后， 由顯示電路顯示甲烷濃度值，并經信號輸出電路輸出電流或頻率信號。 報警/斷電電路由蜂鳴器、發(fā)光二極管和驅動電路構成。當甲烷濃度超過設定的報警點時，傳感器 會發(fā)出聲光報警信號。 當甲烷濃度超過設定的斷電點時，傳感器會有斷電指令信號輸出；甲烷濃度超過 斷電點以后，只有當甲烷濃度降低到設定的復電點以下時，傳感器才會解除斷電指令輸出。 3.2功能介紹 自檢結果正常后，進入 傳感器剛通電開機后，顯示單片機軟件的版本信息，傳感器內部進行自檢。

8、 工作狀態(tài)。探頭剛通電的10S內，顯示為0.00并閃爍，10s以后顯示甲烷濃度且不閃爍。當傳感器自檢 結果不正常時，不進入工作狀態(tài)，傳感器的顯示不變。此時表明傳感器有故障，應該維修。 復電點。對 傳感器進入正常工作狀態(tài)后，可通過遙控器對傳感器進行校正或設定報警點、斷電點、 傳感器進行校正須在傳感器通電預熱15分鐘后進行。 當甲烷濃度達到 4.00%以上時，為了保護黑白元件，電橋間斷工作，顯示器閃爍，顯示的數(shù)值只能 作為參考。在保護狀態(tài)下電橋每3分鐘工作15秒。當甲烷濃度低于 4.00%時，電橋恢復正常工作。 當黑白元件的一臂發(fā)生開路或短路故障時，傳感器顯示“-”。 4使用方法 4.1安裝 傳感

9、器應根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求需要，安裝固定在井下需要監(jiān)測甲烷濃度且無淋水的地方。 按照下列接線排列和配接設備連接。 傳感器的五芯插頭的引腳或喇叭口引線排列如下： 1腳-電源正，紅線； 2腳-電源負，黑線； 3腳-輸出信號，黃線； 4腳-光耦斷電輸出（發(fā)射極），藍線； 5腳-光耦斷電輸出（集電極），綠線。 4.2調校與設定 甲烷零點; 甲烷滿度; 報警點； 斷電點； 復電點。 a) b) C） 通過遙控器，用戶可對傳感器的如下五個參數(shù)進行調?；蛟O定: d） e） 傳感器正常使用時，其校正周期不應超過15天。校正時應使用清潔空氣調零，用1.003.00%的甲 烷標準氣調滿度；在地面校正時，可在新鮮空

10、氣的環(huán)境中進行調零。 傳感器開機預熱以后，再進行校正。傳感器的預熱時間最低為 5分鐘，方能對傳感器的調零、滿度、 報警點以及斷電點、復電點進行調校操作。 校正傳感器的順序是先調零，后調滿度。 4.2.1調零 傳感器開機預熱15分鐘后，使遙控器正對傳感器的顯示窗口，按一下“開關”鍵，傳感器進入調 零狀態(tài)，此時傳感器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。 將傳感器置于新鮮空氣中，或對傳感器探頭通入純凈的標準空氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定 后，按一下遙控器的“向下”鍵，傳感器即自動歸零。 傳感器調零以后，如果要取消剛才的調零操作，按一下遙控器的“向下”鍵即可。但是，如果調零 以后又按了遙控器的“開關

11、”或“轉換”鍵，就無法取消剛才的調零操作。 4.2.2調滿度 傳感器調零以后，按一下遙控器的“轉換”鍵，傳感器進入調滿度狀態(tài)，此時傳感器的千位數(shù)顯示 “1 ”并閃爍。 對傳感器探頭通入 1.003.00%的甲烷標準氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定后，通過按遙控器 的“向上”、“向下”鍵，使傳感器的顯示值與所用標準氣體濃度一致即可。 傳感器的滿度調節(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，調小無 效，調大有效；顯示值大于0.50%且黑白元件的靈敏度在530 mV/1%CH 4時，調小、調大都有效。在 上述范圍之外時，調大、調小都無效。調滿度無效時，傳

12、感器有聲光提示信號。 4.2.3報警點設定 調滿度以后，按一下遙控器的“轉換”鍵，傳感器進入報警點設定狀態(tài)，此時傳感器的千位數(shù)顯示 “b”并閃爍。通過按遙控器的“向上”、“向下”鍵到要求的數(shù)值，然后再按“轉換”鍵即可完成報警 點的設定，進入斷電點的設定。 4.2.4斷電點設定 傳感器進入斷電點設定狀態(tài)時, 下”鍵到需要的數(shù)值，再按“轉換” 傳感器的千位數(shù)顯示“ 鍵，即可完成斷電點的設定, d”并閃爍。通過按遙控器的“向上” 進入復電點的設定。 、“向 4.2.5復電點設定 傳感器進入復電點設定狀態(tài)時, 傳感器的千位數(shù)顯示“ F”并閃爍。通過按遙控器的“向上” 、“向 下”鍵選擇需要的數(shù)值，再按

13、“轉換”鍵，即可完成復電點的設定。此時按“開關”鍵傳感器即退出遙 控狀態(tài)。 4.3遙控器的使用 遙控器有四個鍵，分別是“開關”、“轉換”、“向上”、“向下”。使用時，遙控器正對傳感器的顯示 窗口，按一下“開關”鍵，傳感器進入遙控狀態(tài)，此時傳感器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。通過遙控器 的“轉換”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)顯示的符號加以區(qū) 別各參數(shù)。在各參數(shù)狀態(tài)下，通過遙控器的“向上”和“向下”鍵，可以調節(jié)該參數(shù)大小。詳細的調節(jié) 方法在本說明書4.2.1 4.2.5條中敘述。調節(jié)完后，再按一下“開關”鍵，傳感器退出遙控狀態(tài)，恢復 正常的測量狀態(tài)。當傳感器在遙控

14、狀態(tài)的最后一個參數(shù)（復電點設定）時，按一下“轉換”鍵和按一下 “開關”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 4.4.1頻率輸出 輸出信號為頻率時，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 5.1新傳感器的啟用 通過試驗后再下井安裝投 用戶收到新傳感器后，應在地面與監(jiān)測系統(tǒng)的關聯(lián)設備和配接設備連接, 入使用，以確認傳感器的各項性能完好。 5.2長期不用的傳感器的收藏 傳感器長期不用時，應放置在空氣新鮮、干燥、無腐蝕氣體、無輻射、無強烈震動的環(huán)境中。當傳 感器再次啟用時，應進行校正，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 當傳感器的黑白元件靈敏度降低到5mV/1%CH 4時，或黑白元件的穩(wěn)定性明顯變壞時，或黑白元件的中點電壓偏離太大時，應更換黑白元件。更換黑白元件時，應注意元件的極性，不能焊反。更換過黑 白元件的傳感器，應通電 24h并進行校正后，方可下井使用。 6注意事項： 6.1傳感器的維修應在地面進行，嚴禁在井下等危險場所對傳感器進行修理。 6.2用戶不能隨意更改傳感器的電路結構及元件參數(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，應從傳感器的生產廠家購買，嚴禁代用，以確保傳感器的防爆性能。 6.3為保證傳感器準確可靠，應按照煤礦安全規(guī)程等規(guī)章的要求，定

16、期對傳感器進行調校，一般應 15天進行一次。 6.4傳感器的維修應由經過培訓的技術人員進行。用戶無法排除傳感器的故障時，應寄回生產廠家或通 知生產廠家負責維修。 6.5維修時不得隨意改變本安電路及其關聯(lián)電路電氣元件的參數(shù)、規(guī)格、型號。 6.6傳感器只能與說明書上要求的設備連接使用，與其它設備連接使用時應進行防爆聯(lián)檢。 6.7催化元件應符合 AQ 6202-2006的規(guī)定，且應有安全標志有效期內的安全標志證書。 7傳感器的成套性 傳感器出廠時，包括下列內容： a) b) c) GJC4礦用甲烷傳感器一臺; 使用說明書一本； 產品合格證一張； 遙控器一只。 d) 8訂貨須知 8.1傳感器的輸出信號范圍和輸出電路型式，應在訂貨合同中注明。 8.2傳感器是否需要斷電信號輸出及其輸出電路型式，應在訂貨合同中注明。 9生產廠家: 單位名稱：北京中煤安泰機電設備有限公司 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81524470 聯(lián)系人：郭增生 配接設備： a) b) KJF83A礦用井下分站 防爆型式：礦用本質安全型 C) 防爆標志：ExibI d)