GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器产品使用说明书

ISO9001:2015\ISO14001:2015\ISO45001:2018认证企业中煤科工集团重庆研究院有限公司产品使用说明书GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器执行标准:Q/MKC1650-2020版本号:VER1.2---Tel--132-0605-6416出版日期:2022.08感谢您选购本产品!为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。前言本说明书详细地介绍了GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器的使用方法及使用注意事项，使用者在使用前请务必仔细阅读。GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器在生产过程中执行的是中煤科工集团重庆研究院有限公司企业标准Q/MKC1650-2020。目录1概述2工作原理及结构特征3技术特性4尺寸、重量及材质5使用、调校6典型故障处理7维护、保养8运输、贮存9开箱及检查10环保注意事项11资质编号附录1装箱单附录2销售配件表警示语:1、不得改变本安电路或与本安电路有关的电器元件的名称、型号、规格及其参数!2、关联设备必须经过国家授权的检验机构进行防爆联检试验，合格后方可使用!3、危险场所严禁带电开盖作业!4、产品报废涉及电池、检测元件、电路板、浇封件、橡胶塑料等废弃物，请按环保要求，按危废、固废实施处理，不得随意丢弃。GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器1概述GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器(以下简称传感器)是一种专门用以监测煤矿井下甲烷气体环境的本质安全型检测仪表。除能连续监测外，还能自动地将检测到的甲烷浓度转换成标准的电信号输送给井下监控系统。井下监控系统根据本传感器输出的断电信号实现必要的近、远程设备断电。本传感器还具有声光报警、断电信号输出，故障自检等功能。11产品特点1.1.1传感器采用激光吸收光谱检测技术检测甲烷气体浓度，具有测量精度高、调校周期长、重复性好、测量范围宽、使用寿命长、不受环境中其他气体影响等优点。1.1.2传感器在设计上采用高性能单片微机和高集成数字化电路，结构简单、性能可靠、调试、维护方便。1.13传感器的零点、灵敏度及报警点皆采用红外遥控器调节。1.1.4传感器除可连续检测瓦斯，还具有声光报警、断电信号输出，故障自检等功能。1.1.5传感器整机采用低功耗设计，带载距离长。1.1.6传感器具有故障自检功能，使用、维护方便。1.1.7传感器的外壳采用了高强度结构设计，抗冲击能力强。12主要用途和适用范围1.2.1主要用途传感器主要用于煤矿井下环境甲烷的连续监测。1.2.2适用范围煤矿井下的采掘工作面、机电峒室、回风巷道等具有瓦斯爆炸危险的地点和场所。1.3规格型号规格:固定式、瓦斯浓度连续监测。型号:GJJ100(A)。14型号的组成及其代表意义100产品设计序号测量范围:(0.00~100.0)%CH4激光甲烷传感器1.5使用环境条件1.5.1工作环境条件a)环境温度:0℃~40℃;b)湿度:≤98%RH(无冷凝);c)大气压力:80kPa~116kPa;d)风速:不大于8m/s;e)机械环境:无显著震动和冲击的场合;f)含有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下。1.5.2最恶劣的贮运条件a)高温:+60℃;b)低温:-40℃;c)湿度:≤98%;d)振动:≤50m/s;e)冲击:500m/s。1.6防爆型式及防爆标志防爆型式:矿用本质安全型，防爆标志:ExiaIMa。2工作原理及结构特征2.1工作原理传感器采用国际先进的激光吸收光谱气体技术测量甲烷气体浓度。根据朗伯-比尔定律，每种具有极性分子结构的气体都有对应的特征吸收波长，在光程和反射系数不变的情况下气体浓度与吸收率具有符合朗一伯比尔定律公式的对应关系。传感器就是基于此吸收原理研制而成。2.2结构特征传感器的外型为长方体结构，主机的机壳由不锈钢冲压而成，前后盖的合缝处为能防尘、防水的橡胶密封围，下部为装有限制扩散式气室和参考气室。显示窗由四位七段红色数码管组成。整个设计新颖美观、体小量轻、调节方便。外型结构示意图如下:图2传感器外型结构示意图1-提手;2-主壳体;3-后盖4-电源/通讯;5-蜂鸣器透窗;7-显示及遥控窗;8-保护罩;9-报警灯;10-通气嘴(左右各一个)。3技术特性3.1主要技术指标3.1.1电气性能a)工作电压范围:(9~25)VDC;b)工作电流:≤30mA(24VDC)。3.1.2输出信号制式3.1.2.1数字信号型RS485总线型:传输速率2400bps，传输信号工作电压直流峰峰值:≤15Vp-p3.1.2.2频率型a)频率I型:200Hz~1000Hz~2000Hz(对应:0.00%CH,-10.0%CHa~100%CH,)(转出电流2mA时，脉冲宽度≥0.3ms，脉冲幅度:高电平不小于3V、低电平不高于+0.5V):b)频率II型:200Hz~1000Hz(对应:0.00%CH~100%CH)。(输出电流2mA时，脉冲宽度≥0.3ms，脉冲幅度:高电平不小于3v、低电平不高于+0.5V)。3.1.3显示值稳定性在传感器(0.00~10.0)%CH范围内，当甲烷浓度恒定时，传感器显示值或输出号值(换算为甲烷浓度值)变化量不超过0.04%CH:在10.0~100)%CH范围内，甲烷浓度恒定时，传感器显示值或输出信号值(换算为甲烷浓度值)变化量不超过0.4%CH，3.1.4基本误差传感器基本误差应符合表1的规定:表1基本误差基本误差，单位%CH基本误差，单位%CH绝对误差相对误差0.00~1.00±0.04/1.00~100/真值的±4%3.2传感器使用电缆的单芯截面积为1.5mm时，传感器与关联设备的最大传输距离为6km，关联设备的显示值和输出信号值(换算为甲烷浓度值)应不超过表1的规定。3.3工作稳定性传感器连续工作180d时间内，基本误差符合表1的规定。3.4响应时间(T)传感器的响应时间不大于10s。3.5传感器在规定的压力范围内，基本误差符合表1的规定。3.6显示方式:四位红色数码管或液晶显示。显示定义(从左起第一位功能显示):“1”-调零“2”一线性灵敏度调节“3”-调报警点“4”-调断电点“5”-自检“c”-通讯制式选择“d”-总线地址设置“E”一供电电压“L”-供电电流后三位:数值显示(浓度单位:%CH)3.7报警方式a)传感器为超上限报警，并在(0.00~5.00)%CH测量范围内可任意设置报警点;b)警报声级强度在额定电压下其1m远处的声响信号的声压级应不小于80dB(A);光信号能在20m处清晰可见。3.8分辨率传感器采用数字或液晶显示。测量范围在(0≤X<10)%CH时，其分辨率应不低于0.01%CH;;测量范围在(10≤X<100)时，其分辨率应不低于0.1%CH3.9本安参数:Ui:25.0V:Ii:638mA;Ci:0.2μF;Li:51.7μ。RS485信号:Uo:5.9v，Io:600mA，Co:47pF，Lo:0.1mH3.10防护等级:IP66。4尺寸、重量及材质4.1外形尺寸:253.5mmx127mmx64.5mm。4.2整机重量:≤1.5kg4.3外壳材料:304不锈钢5使用、调校用前用户必须认真、仔细阅读本《使用说明书》，对传感器的主要性能、技术指标及主要功能有一个全面的了解，然后再进行具体的接线、使用及操作。5.1使用5.11电缆线及所连航空插头的接线及颜色规定:首先将传感器配接的专用航空插头电缆线正确连接至分站，航空插头电缆线线序及颜色定义如下:红色线--电源正极(电缆插头1号口)蓝色线--电源和信号负极(电缆插头2号口)白色线--RS485总线A口或频率信号输出口(电缆插头3号口)绿色线--RS485总线B口(电缆插头4号口)5.1.2航空插头的序号排列图:图3传感器上的插座排列图图4电缆线上插头的序号排列图5.1.3连接正确连接好航空插头电缆线后，将航空插头电缆线的插头对准传感器上的航空插座(注意缺口位置)，插入并旋紧，确保连接可靠，传感器即会上电工作。传感器上电后会首先进行数码管缺划自检(即每一划分别点亮)，2秒后显示“Uxxx”传感器主板软件版本，2秒后显示“Exxx”元件模块软件版本，2秒后显示“dxxx”本机总线通讯地址号，2秒后显示“P60”开机倒计时(P代表本机为频率输出，R代表本机为RS485总线信号输出)，倒计时结束后传感器进入检测状态，显示并输出测量值。5.2调校传感器安装使用一段时间后需定期对零点和精度进行校准，校准周期不大于180天。注意校准操作必须在传感器上电预热30min后进行。5.2.1零点校准(状态“1”)待传感器充分预热后，对传感器通入清洁空气或将传感器置于清洁空气中。若通入清洁空气，具体操作方法是:将配套遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“1”，将通有300mL/min流量清洁空气的通气管连接至传感器任意一个通气嘴上(左右均可)，待显示值稳定或90s后，此时后三位显示数值为当前零点值，将遥控器再次对准传感器显示窗，同时按下遥控器的上升键“个”和下降键“凸”直到显示数值显示为0.00，说明传感器已完成零点校准。5.2.2精度校准(状态“2”)在完成传感器的零点校准后，才可对传感器精度进行校准。具体操作方法是:将遥控器对准传感器显示窗位置，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“2”，将通有300mL/min流量，浓度20.0%CH左右的甲烷校准气体(若传感器主要用于低浓度甲烷环境使用，也可使用2.00%CH，左右的校准气体校准，低端线性将更为准确)的通气管连接至传感器任意一个通气嘴上(左右均可)，待显示值稳定或90s后，传感器显示值与通入的校准气体浓度若存在偏差，然后按动摇控器的上升键“个”或下降键“儿”，直至显示值与通入的标准甲烷气体浓度值一致。注意操作过程不能停止通气。5.2.3报警点设置(状态“3”)待传感器进入正常工作状态，然后将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“3”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键“↑”或下降键“↓”，将显示窗内的数字(即报警值)调节为所需要的数值即可完成本传感器报警点的设置。注意:该值也可通过监控系统下发设置。若监控系统配置了下发功能，则本地设置会被禁用。另外，在此功能状态下同时按住上升键“个”和下降键“↓”，小数码管会变为闪烁显示，即查看分级报警点，小数码管显示的数值代表级数，轻轻按动遥控器上的选择键“S”可以切换查看。分级报警点只能由监控系统进行配置，且在传感器每次接入通讯的时候自动下发，若下发成功则传感器显示的报警点会闪烁显示。5.2.4断电点设置(状态“4”)待传感器进入正常工作状态后，将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“4”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键“↑”或下降键“儿”，将显示窗内的数字(即断电值)调节为所需要的数值即可完成本传感器断电点的设置。5.2.5自检(状态“5”)为方便测试传感器声光报警是否正常，以及测试传感器与关联设备之间通讯是否正常，本传感器设计有自检测试功能，即任意设置一个模拟测试值。将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使传感器显示窗内的小数码管显示“5”，此时传感器会显示“OFF”，表示自检功能关闭。在此状态下同时按住上升键“↑”和下降键“↓”2秒钟以上直至显示出现一次闪烁，松开按键即可开启传感器自检功能，此时传感器会显示一个模拟浓度值并对外输出该值对应的信号，在此状态下按动遥控器的上升键“个”或下降键“↓”可改变此模拟值，按选择键“S”退出该功能，自检功能自动失效。5.2.6通讯制式选择(状态“C”)此项功能用来设置传感器的通讯制式。具体方法是:按动遥控器上的选择键(S)，使传感器显示窗内的小数码管显示“C”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键(t)或下降键(n)，将此时传感器的通讯制式设置为需要的类型。其中，“R”为RS485，“b”为RS485的兼容模式(主要用于非KJ90X监控系统使用)，“p”为频率。设置完成后，按动选择键(S)退出循环即可保存设置。5.2.7总线地址设置(状态“d”)当传感器设置为RS485或CAN通讯时，此项功能用来设置传感器通讯地址号。具体方法是:按动遥控器上的选择键(S)，使传感器显示窗内的小数码管显示“d”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键(t)或下降键(n)，可改变本传感器地址号。注意:同一根通讯总线上连接的传感器地址号不能重复，否则会导致地址冲突错误或无法上传数据。在同一路通讯总线上，传感器设置的地址号若存在冲突，传感器显示值会闪烁提示。5.2.8供电电压(状态“E”)此功能状态下显示的为传感器的供电输入电压，单位为V，用于方便现场评估传感器供电线路的带载能力。如显示“24.0”，表示传感器供电电压为24.0V。5.2.9供电电流(状态“L”)此功能状态下显示的为传感器的整机工作电流，单位为mA，用于检测传感器整机工作电流是否超过正常值，从而评估整机工作是否正常。5.2.10初始化设置参数此功能用于初始化传感器设置参数，谨慎使用。具体操作方法如下:在传感器正常检测界面(即非按键功能状态下)同时按住传感器上升键“↑”、下降键“↓”和选择键“S”三个按键，2秒钟以后传感器会显示“-0-”，此时松开按键，传感器会继续显示4秒钟后进入状态“1”功能，表示初始化操作成功。6典型故障处理6.1正常检测界面，传感器显示值闪烁为避免非真实检测值的显示及上传，本传感器内部设置有多级故障自诊断，有故障时传感器会以特殊字符进行显示。通常在接近进入故障状态前，传感器会提前给予提示，即显示值闪烁。有此现象，请尽快将传感器升井检修。6.2传感器显示的特殊字符a)传感器显示“HHH”时，可能是检测信号超过了传感器的测量上限。b)传感器显示“LLL”时，可能是传感器负漂过大。需要重新校准零点。c)传感器显示“Er0”时，可能是传感器元件模块工作异常，或与主板连接插头接触不良。处理办法是:打开传感器后盖，查看元件模块是否工作异常，确认正常的话。再认真检查元件插头与主板插座是否可靠连接。d)传感器显示“Erl”时，测量通道器件无信号。处理方法:检查相应部件。e)传感器显示“Er2”时，参考通道器件无信号。处理方法:检查相应部件。f)传感器显示“Er3”时，温度补偿器件无信号。处理方法:检查相应部件。g)传感器显示“Er4”时，压力补偿器件无信号。处理方法:检查相应部件。h)传感器显示“Er5”时，激光器温控电路工作异常。处理方法:检查相应部件。i)传感器显示“Er6”时，信号放大处理电路工作异常。处理方法:检查相应部件。j)传感器显示“Er7”时，元件数据存储区等待初始化。处理方法:对元件模块进行初始化及标定。k)传感器显示“Er8”时，表示传感器供电电压过低。处理方法是:检测传感器供电线路或适当缩短二者间的距离或降低电源带载传感器数量。1)传感器显示“Er9”时，表示传感器数据存储出现异常。处理方法是:更换数据存储E2芯片。m)传感器在功能“1”和功能“2”页面显示“Fr1~Fr6”，代表传感器需要升井“检修”。6.3报警时有光无声或声音嘶哑当传感器报警时出现有光无声或声音嘶哑现象时，首先应检查蜂鸣器的连线有无断线，如无断线则属蜂鸣器故障。处理方法:可先用橡胶等弹性物对蜂鸣器片予以衬垫以排除嘶哑现象。如不行，则更换蜂鸣器片。6.4报警时无声无光如传感器显示已达报警值但传感器仍无光无声，经检查确定报警灯连线无断线时，请检查传感器电路板上的相关报警控制芯片是否损坏，必要时予以更换。6.5传感器接受不到遥控信号当出现传感器接受不到遥控信号现象时，首先应确认遥控器内的电池是否有电。如有电，则应及时将传感器带回地面，检查、更换传感器线路板上数码管旁的(SFH)红外接收头。6.6小数码管显示的功能位数字乱跳且无法控制当传感器显示窗内的小数码管(功能位)出现数字乱跳且无法控制时，检查电路板上按键是否短路或更换传感器电路板上数码管旁的(SFH)红外接收头。7维护、保养7.1维护7.1.1本仪器应固定专人使用、维护。使用中应严格按照使用说明书进行操作。7.1.2非专职人员禁止随便拆开仪器，按动按键等。7.1.3在使用中避免猛烈摔打、碰撞。7.1.4井下严禁打开传感器机壳后盖。7.1.5建议整机使用年限不超过5年。7.2保养7.2.1使用人则应经常擦拭仪器外部的煤尘、污垢。保持传感器的清洁、美观。8运输、贮存81运输方式不限，但在运输过程中应避免剧烈振动与冲击，避免雨雪直接淋袭。运输过程中包装箱不得倒置、倒放。8.2产品应贮存于没有雨雪侵入、通风良好，空气中不含有酸、碱等腐蚀性气体或粉尘的场所。8.3存放期超过一年的产品不出厂或使用前应逐台检修，更换锈蚀的元器件，并重新进行出厂检验。9开箱及检查9.1开箱时注意安全，以避免损坏设备或使人受伤。9.2开箱后应检查设备外观是否损坏和附件是否齐全。10环保注意事项a)产品使用后或使用过程中产生的一般废弃物(如包装物纸质包装、塑料包装等)需设置的废弃物存放场所(小件废弃物或液体废弃物一般需置于适用容器内)，不得泄漏，以不污染土地、空气和水体为前提，并标识清楚，交由有回收资质的机构统一处置。b)产品使用后或使用过程中产生的危险废弃物(如锂电池、镍氢电池、废机油、液压油、化学呼吸器产生的废料等)，应设置专门的危险废物存放设施，禁止将危险废弃物放入一般废弃物内，若两种或多种危险废弃物不能一起存放时，应分别设置专门的存放设施，不得泄漏，以不污染土地、空气和水体为前提，并标识清楚，交由有回收资质的机构统一处置。11资质编号安全标志证号:MFB200473本说明书内容如有变更，不另行通知;本说明子的内容被认为是正确的，若用户发现有错误、遗漏等，请与生产厂家联系;本公司不承担由于用户错误操作所引起的事故和危害;本说明书所讲述的功能，不作为将产品用作特殊用途的理由。附录1装箱单序号名称及规格型号单位数量备注1GJJ100(A)型煤矿用激光甲烷传感器台12产品合格证个13使用说明书本14安全标志证个15防爆合格证个16四芯航空插头YB16M-4.01根11.5m电缆7FYF3(A)型矿用遥控器个0.5按2:1配8内六角扳手S3个0.5按2:1配附录2销售配件表序号U9物料码销售配件名称规格型号/部件代号备注102.01.024.145.0005GJJ100(A)煤矿用激光甲烷传感器主板(销售配件)CP2021.50含软件202.01.024.145.0009GJJ100(A)煤矿用激光甲烷传感器信号处理板(销售配件)CP2021.5