GJC4-40高低浓度甲烷传感器.pdf

1、 安装、使用产品前，请详细阅读使用说明书 GJC4/40 高低浓度 甲烷传感器 使用说明书 1.0 执行标准 GB 3836-2010 AQ 6206-2006 Q/XD 037-2011 北京仙岛新技术有限责任公司 二 一一 年 八 月使用注意事项： 本产品只能与说明书中规定的产品配接使用 ， 与其他产品连接时 ， 须经防爆送检 。 本产品 每次标定前，应将气孔周围的煤灰清理干净，以保证气路畅通 。 本产品应固定专人使 用维修 ， 严格按使用说明书进行操作 ， 非专职人员禁止使用、拆开传感器。在使用中避免猛烈摔打、碰撞 。 维护过程中不得随意更改电路的电气参数及元器件的规格 、 型号等 。

2、本产品 发生故障时 ， 应取回在井上检修 ， 用户无法排除故障时 ， 寄回生产厂家进行维修 。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 1 - 一 . 概述 由北京仙岛新技术有限责任公司研制生产的GJC4/40 高低浓度 甲烷传感器是矿用本质安全兼隔爆型甲烷测量仪器，用于测量 0.00%40.0%的甲烷气体浓度。可用于煤矿井下爆炸性环境中，防爆标志为 ExibdI。 产品 型号 GJC4/40 符合 MT154.10 的规定 ， 型号意义如 下 图 1-1 产品 型号意义 GJC4/40 甲烷传感器可以连续测量 0.00%40.0%的甲烷气体浓度，用 LED 数码显示其测量值，并将测量值转换成

3、标准电信号输送给 关联 设备 。 当 甲烷气体达到一定浓度时，传感器发出声光报警信号 。 经国家防爆检验机关进行联机检验后，可与国内各类监测系统配套使用。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 2 - 二 . 功能 2.1.监测 0.00%40.0%的甲烷， LED 数码显示测量值。 2.2.当甲烷气体浓度 达到设定的报警浓度 时， 传感器发出 声光报警 信号 。 2.3.输出 与测量值 相 对应 的频率信号 。 2.4.通过 遥控 器可 分别 调 整 传感器 高浓段和低浓段 的 零点、灵敏度 和 报警 值 。 2.5.符合矿井环境需要的本质安全设计，耐压，耐腐蚀，防潮和密封。 三 . 主要

4、技术 参数 3.1.基本参数 本安参数： Ui: DC21.9V Ii: 410mA Ci:2.8 F Li: 100 H 电源范围 ： DC12V 22V 工作电流：整机工作电流 60mA（工作电压 21V 时） 测量范围： 0.00%40.0%CH4 测量误差： 见表 3-1 响应时间： 20s GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 3 - 输出 信号 ： 频率 方式 UH20： 0-4%CH4（ 低浓段 ） 200Hz1000Hz； 4-40%CH4（ 高浓段 ） 1200Hz2000Hz， 方式 UH10: 0-40%CH4 200Hz1000Hz； 报警方式：间歇式声光报警 ， 声

5、强 80dB， 光 强 （ 能见度 ） 20m 报警值范围： 0.08% 4.00%CH4 表 3-1 测量误差 测量范围（ % CH4） 基本误差 0.001.00 0.10 1.003.00 真值的 10% 3.004.00 0.30 4.0040.0 真值的 10% 3.2.工作 环境参数 环境温度： 040 相对湿度： 95 (25 ) 大气压力： 80116KPa 风 速： 8 m/s 可在 具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下 使用 。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 4 - 3.3.传输电缆参数 传感器与关联设备的传输距离 2km。 电缆型号： MHYV 1 4 7/0

6、.52 电缆的分布参数：直流电阻 12.8 /km， 分布电容 0.06uF /km， 分布电感： 0.8mH /km。 3.4.关联设备 见说明书附页的防爆合格证。 3.5.外形尺寸与重量 外形尺寸： 220mm 120mm 55mm 重 量： 约 1kg 四 . 工作原理 GJC4/40 传感器测量甲烷浓度采用热催化和热导 双重原理，通过催化元件组成惠斯登电桥进行甲烷与电信号的转换。工作时将元件加热到 450左右，在纯净空气中，通过零点调整，使电桥处于平衡状态。 当环境中的甲烷以扩散方式进入气室时，催化元件在甲烷中无焰燃烧，使催化元件的黑元件温度升高，阻值增大；白元件因无催化作用，其温度、

7、阻值不变，这样电桥失去平衡，从而输出一个电位差，其大小与甲烷浓度成正比 ； 当甲烷浓度达到和超过 4%时电路将热催化测量方式关闭，切换到热导工作方式。在热导工作方GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 5 - 式中电桥只有一个桥臂能接触到甲烷气体，由于甲烷气体比空气导热能力强，因此接触到甲烷气体的 元件温度会降低，阻值减小，使电桥输出一个电位差。此电位差经放大后输送给 A/D 转换电路，经单片机做数据处理后，完成显示、报警、信号输出等功能。传感器电路的工作电压为 3.3V，使用器件均为低功耗高性能器件，这使传感器可靠性高功耗小。 传感器主要由主板、电源模块、敏感元件、蜂鸣器等部分组成。各部分连

8、接如图 4-1 所示。 图 4-1 连接示意图 五 . 使用方法 5. 1 传感器 安装运行 5.1.1 传感器下井前必须在地面先进行通电检查和性能测试。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 6 - 5.1.2.传感器接线 传感器航空插座管脚定义如图 5-1 所示 ， 出厂时标 配一条航空插头线， 其线色 定义如 表 5-1 所示； 将航空插头 对准定位销直接与航空插座连接 ，然后将航空插头线另一端按 表5-1 接线 表 5-1 线色定义 插座管脚 线 色 信号说明 1 红 电源正 DC (12 22)V 2 黑 电源负 GND 3 黄 频率 信号输出 图 5-1 航空插座 管脚 定义 5

9、.1.3 将传感器悬挂在工作场所 5.1.4 通电运行 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 7 - 将 传感器 接通电源 ，显示窗口最左边一位（标志位） 显示 “ ” ， 表示读取设定参数成功， 等待约 5 秒钟后进入10 秒预热计时，然后传感器进入工作状态，显示窗显 示当前环境的甲烷值。 显示窗口共有四位数码管 ,当传感器处于工作状态，显示窗将显示当前测量的甲烷值，如图 5-2 所示：“标志位”显示数值符号（只显示负号），在测量甲烷数值为 “ 9.99”及以下时，显示 2 位小数，在甲烷测量值为 10.0 及以上时，显示 1 位小数。 图 5-2 显示窗口 显示窗左边的“红色发光管”，在

10、传感器与分站 正常 连接 且有 输出信号时点亮 ， 若不亮需检查传感器信号输出线与分站的连接。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 8 - 5.2 传感器 标校 5.2.1 标校周期与时间 a. 根据 行标 AQ 6206-2006 和产品标准 ， 传感器连续工作 15 天的基本误差不超过表 3-1 的规定。传感器用户应以 15 天为周期，定期标校。 b. 传感器 正常启动，标志位 应 显示 “ ” ; 若显示“ =”，表示 传感器 设定 /存储 参数 有误 ， 需要重新标校后才能使用 。 c. 使用遥控器可以 恢复 传感器的缺省设置 ，一旦恢复了 缺省设置 , 必须重新标校才能使用 。

11、d. 在更换单片机或敏感元件后必须重新标校才能使用。 5.2.2 流量控制 传感器标校时可使用测量范围在（ 0-300） mL/min、准确度 2.5 级的气体流量计，通入甲烷气体，流量控制在200mL/min。 5.2.3 标校的内容 a. 标定低浓段零点 将传感器置于 “ 空气 ” 中或给传感器通 “ 纯净空气 ” ，按“ 5.3.3”中的调整零点方法 标定 。 b. 标定低浓段灵敏度 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 9 - 给传感器通“ 2.00%”左右的 CH4 气样，按“ 5.3.5”中的调整 低浓 段 灵敏度方法 标定 。 c. 标定 高 浓段零点 给传感器通 “ 3.00

12、%3.8%” 的 CH4 气样，按“ 5.3.6”中的调整高浓 段 零点方法 标定 。 d. 标定 高 浓段灵敏度 给传感器通“ 20%”左右的 CH4 气样，按“ 5.3.7”中的调整高浓 段 灵敏度方法 标定 。 e. 传感器标定后 ，还应使用其他浓度的气体 进行校准，保证基本误差满足表 3-1 的要求 5.3.遥控 器 设定说明 按遥控器的选择键，可选择所需功能，按键有效时传感器蜂鸣器发声。按选择键依次选择如下功能： 5.3.1. 自检 标 志 位显示 “ J”， 传感器 进入自检状态但并未进入实际的自检过程，在自检状态“ ”及“ ”键各按一次（ 无先后顺序 ）将进入“自检过程”，在“自

13、检过程”中，按“ ”或“ ”将退出自检过程。自检过程显示设置的自检值并输出相应的频率信号，出厂时自检值为 2.00%CH4（ 600Hz）信号。按选择键将退 出自检状态进入下一个功能。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 10 - 5.3.2. 查看 AD 值 及温度 标 志 位显示 “ ”，后 三位 实时显示当前的 AD 值。 再按“ ”或“ ” ,标志位显示“ d” ， 后边显示当前传感器内部温度。 按选择键退出本状态进入下一个功能。 5.3.3. 调 低浓 段 零点 标 志 位显示 “ P”，进入后显示当前实际测定值（未加 0点值）。按“ ”或“ ”自动开始校零，完成后 按选择键，闪

14、烁显示“ 0.00”，“ ”及“ ”键各按一次（ 无先后顺序 ）确认本次调整有效， 按其它组合键则无效退出。 确认调整有效后会自动进入“参数保存检查” 状态（参看“ 5.3.12”） 。 注 意 ：调 低浓 段 零点需在良好空气或纯净空气中进行。 5.3.4. 设置 0 点值 标 志 位显示“ S”，进入后显示当前 0 点值（ 0 点值 范围为 00.50）。传感器最终的测定数据等于实际测定值加 0 点值。例如当前实际测定值为“ 0.12%”， 0 点值为“ 0.05”，那么传感器显示“ 0.17”，并输出“ 0.17%”对应的频率信号。按“ ”（显示数值增 0.01）或按“ ”（显示数值减

15、0.01），设置完成后，按“选择”键结束， 这时闪烁显示设置的 0 点数值 ，“ ”及“ ”键各按一次（ 无先后顺序 ）确认本次设置有效， 按其它组合键则无效退 出。 确认设置有效后会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.12”）。 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 11 - 5.3.5. 调 低浓 段 灵敏度 标记位显示“ L”，进入后显示当前 甲烷 值， 通标准甲烷气样 （建议通 2.00%左右 CH4 气体） 后， 按“”（显示数值增 0.01）或按“”（显示数值减 0.01），将显示数值调整 到 与通入气样一致的数值后，按“选择”键结束调整，这时闪烁显示数值，“”及“”键

16、各按一次（无先后顺序）确认本次调整有效，按其它组合键则无效退出。确认调整有效 后会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.12”）。 5.3.6. 调 高浓 段 零点 标记位显示“ 0”， “ ”及“ ”各按一次切换到高浓段，此时显示当前 A/D 值，通 浓度为“ 3.00%3.80%” 的 标准甲烷气样 ，待显示的 A/D 值稳定后，按“选择”键及 “ ”“ ”各一次确认当前数据为高浓 段 零点 A/D 值，此时 转为显示为气样值，按 “ ”及“ ”使显示值与所通气样值一致。 按“选择”键结束调整，这时闪烁显示数值，“”及“”键各按一次（无先后顺序）确认本次调整有效，按其它组合键则无效

17、退出。确认调整有效 后会自动进入“参数保存检查”状态（参 看 “ 5.3.12”）。 5.3.7. 调高浓 段 灵敏度 标记位显示“ L”，进入后显示当前 甲烷 值，通标准甲烷气样 （建议通 20.0%CH4 左右气体） 后， 按“”（显示数值增 0.1）或按“”（显示数值减 0.1），将显示数值调整 到与通入气样一致的数值后，按“选择”键结束调整，这时闪GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 12 - 烁显示数值，“”及“”键各按一次（无先后顺序）确认本次调整有效，按其它组合键则无效退出。确认调整有效后会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.12”）。 5.3.8. 设置 报警值 标

18、记 位显示 “ b”，设置传感器的报警点， 进入后显示原来设置的报警值。 按“ ”（显示数值增 0.01）或按 “ ”（显示数值减 0.01），按“选择”键结束调整，这时闪烁显示报警值，“ ”及“ ”键各按一次（无先后顺序）确认本次设置有效，按其他组合键则无效退出。报警值的范围为0.084.00。确认设置有效后 会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.12”）。 5.3.9. 设置自检值 标记位显示“ E”，设置传感器的 自检值， （ 自检值设置用于“ 自检” 功能项使用 ），进入后显示原来设置的自检值，按“ ” (显示数值增 1.0)或按“ ” ( 显示数值减 1.0)，按“选择”键

19、结束设置，这时闪烁显示自检值，“ ”及“ ”键各按 一次（ 无先后顺序）确认本次设置有效 ， 按其他组合键则无效退出。 自检值 范围为 1.0040.0。确定本次设置有效后会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.12”）。 5.3.10. 设置输出信号 方式 标志位显示“ U” ，进入后按“ ”或“ ”键可选择“ UH20” 或“ UH10” 按“选择”键结束设置，这时闪烁显示自检值，“ ”及“ ”键各按一次（ 无先后顺序）确GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 13 - 认本次设置有效 ， 按其他组合键则无效退出。 确定本次设置有效后会自动进入“参数保存检查”状态（参看“ 5.3.

20、12”）。 方式 UH20： 0-4%（ 低浓段 ）输出 频率 200Hz1000Hz； 4-40%（ 高浓段 ）输出频率 1200Hz2000Hz， 方式 UH10: 0-40% 输出频率 200Hz1000Hz； 5.3.11.恢复缺省设置 标记 位显示 “ H”，按 2 次“”加 1 次“”后，再按选择键进入清除当前所有设置恢复缺省设置状态，这时闪烁显示标记符，“”及“”键各按一次（无先后顺序）确认恢复缺省设置，按其他组合键则无效退出。 注意 ： 恢复缺省设置后，必须做“零点”及“灵敏度”调整才能使用 。 5.3.12. 参数保存检查 标记位显示“ C”，进入后会做参数 保存及比较检查，

21、检查正确显示“ y”；检查错误显示“ E”。如上配置的参数被保存在“ EEPROM”中，是否正确保存可以通过这个功能检验，还可以通过该功能再次保存参数。“数据位 3”显示字母代表“参数保存”判断结果；“数据位 2”显示字母代表“内存参数与 EEPROM 中保存参数的比较”结果，例如显示“ yy”表示参数保存正确，且保存参数与当前使用参数一GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 14 - 致；显示“ Ey”表示有参数保存但与当前使用的参数不一致（需要再保存一次）。“ ”及“ ”键各按一次（ 无先后顺序 ）则会重新保存一次设置参数（将当前使用参数保存到EEPROM 中 ），保存完毕会自动做检查并显示如上说明的检查结果。按选择键将退出遥控状态。 六 . 随机附件 使用说明书 1 份 出厂合格证 1 份 装箱单 1 份 遥控器 1 个 内六角扳手 1 个 充气罩 1 个 GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 15 - GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 16 - GJC4/40 高低浓度甲烷传感器 - 17 - 单位：北京仙岛新技术有限责任公司 地址：北京市大兴区金苑路 36 号 电话： 010-60215941， 60216114 传真： 010-60216114 邮编： 102628 网址： www.xiandao.name E_mail： kj66xiandao.name