GJ10-100型高低浓甲烷传感器版本号5说明书.doc

目录一、 概述二 、 主要技术指标三 、 仪器的结构特征与工作原理四 、 安装、调试五 、 使用、操作六 、 故障分析与排除七 、 安全保护装置及事故处理八 、 维护与修理九 、 运输、贮存十 、 其他十一 、出版日期附录一、概述1.产品特点GJ10/100型甲烷传感器（以下简称为仪器）是微电脑控制带红外线遥控调节隔爆兼本安型的智能型仪表。该仪器适用于煤矿井下采掘工作面,回风巷道,机电峒室等有瓦斯气体环境中对瓦斯浓度进行连续测定.具有测定显示瓦斯瞬时浓度，超限报警，可输出与被测瓦斯含量成正比的频率信号的功能。仪器采用单片微机技术，具有性能稳定，可靠性高等特点。不仅可与我公司生产的KHJ4型风电甲烷闭锁装置配套，还可与各种煤矿安全监测系统配套使用。2.产品规格及型号说明该仪器为定置型,连续工作方式,单一甲烷气体检测、报警、变送仪器。产品型号的符号代表意义 G J 10/100 传感器 甲烷 检测范围为两档，每档为10%、100%CH4二、主要技术指标1.测量范围：（0-100）%CH42.测量误差： （0-1）%CH4 0.1% CH4 （1-3）%CH4 真值的10% CH4 (3-4)%CH4 0.3% CH4 (4-10)%CH4 1.0% CH4 10%CH4 测量上限的10% CH43.报警设置：0.01%10.0%CH4 任意设置4.防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型 防爆标志：Exd(ib)I5.外接电源：DC 300mA恒流源 DC 9-24V稳压源两种电源规格由用户订货时选定其中一种。6.工作环境：温度：040 相对湿度：98% 大气压力:(80116)Kpa 风速:不大于8m/s7.贮存温度: (-40+60)8.输出信号：当测量值小于报警值时，输出0V电压，当测量值大于报警值时，输出5V直流电压。9.产品安全警示: ExibdI该仪器的防爆型式为：煤矿用本质安全兼隔爆型，用户在使用该仪器时应注意：（1）未经国家指定防爆检验单位许可，用户不得更改仪器的电路参数。（2）与该仪器配接的产品必须是经国家指定防爆检验单位“联检”后通过，并发证的产品。10. 信号传输距离: 用截面为1.5mm2电缆时，其信号传输距离不小于2Km。11.外形尺寸: （长）270 X （宽）120 X （厚）55 mm12.重 量: 1.120kg三、仪器的结构特征与工作原理：1、仪器结构外形结构见图1图 1 甲烷传感器结构2.工作原理：(1).基本工作原理仪器的整机电路框图如图3所示:检测电路单片计算机数字显示放大器声光报警A/D转换电源控制遥控设置信号输出图2 整机电路框图该仪器采用载体催化元件作为检测甲烷含量的敏感元件,整机工作由AT89S52单片微机控制,传感器(敏感元件)在单片微机控制下,实现在0-10%CH4范围内的A/D转换和敏感元件保护,随着被测气体中甲烷浓度的增加,使甲烷在敏感元件上的平均电压相应降低,即实现了此范围的电压/频率转换,也保护了敏感元件不受高浓甲烷冲击.当被测气体中的甲烷浓度大于10%CH4时,微机自动将检测电路转换成热导工作状态.单片机根据收到的A/D转换值计算出相应的甲烷浓度值送显示器显示并作出超限报警.断电信号输出的断和处理,同时将检测数据转换为频率信号输出.仪器电路主要由以下单元电路组成：(2)各单元电路原理a.检测电路甲烷检测元件为载体催化元件,俗称黑、白元件，当被测气体中含有甲烷气体时，黑元件表面的催化剂将与被测气体中含有的甲烷气体产生放热反应，其自身的电阻值相应增加，通过电桥电路实现了被测气体中甲烷气体浓度到桥路电压输出的转换。b.抗干扰及复位电路(俗称看门狗电路)该仪器的抗干扰及复位电路主要由IC X5045组成。在仪器处于正常工作状态时，X5045的CS端会收到一个高电平至低电平的跳变，只有当仪器出现“死机”故障，X5045的CS端收不到这个高电平至低电平的跳变时，其7脚也输出一个上跳复位脉冲使仪器复位，从而使仪器的稳定性大大提高。另外，片内的E2PROM可保存仪器的“零点”、“报警点”“放大倍数”等参数。c.单片机工作电路电桥电路的输出输入到A/D转换电路部分，然后单片机根据收到的A/D转换值计算出相应的甲烷浓度值送显示器显示并作出超限报警.断电信号输出的断和处理,同时将检测数据转换为频率信号输出.d.显示电路仪器由四位LED 数字显示，微机的P0.0-P0.7输出四位LED的8位段码，微机的P1。4-P1。7通过IC 74HC04实现四位LED的位控制。e.信号输出电路仪器由微机的P2.1口直接驱动三极管T 输出报警断电信号，输出为直流电压。四、安装、调试1、仪器的连接 1、将仪器取出后，检查外观有无破损现象。2、航空插座接线方式（如表1、图3）。表 1端号功 能1电 源 + 端2电 源 - 端3信号输出（报警信号）4空1、 电 源 + 端 ，2、电 源 - 端 ，3、信号输出（报警信号），4、为空图3.航空插头接线图2.仪器上电当仪器通电后，单片机复位，数码管依次显示：CH4 程序初始化开始5.0版本号B . 报警设定值p. 低浓零频p. 高浓零频. 甲烷检测值（低浓）五、使用、操作1、 遥控器按键简介功 能增 加减 小确 定取 消图4.专用遥控器示意图“功能”：按此键一次，仪器显示“L.”表示 低浓调零状态；按此键二次，仪器显示“J.”表示低浓调精度状态(在通气状态下)；按此键三次，仪器显示“J.”表示高浓调精度状态（在通气状态下）；按此键四次，仪器显示“P”表示低浓实频率；按此键五次，仪器显示“P.”表示高浓实时频率（断电仪用传感器此键无效）；按此键六次，仪器显示“b.”表示调报警值状态,按此键七次，返回测量状态，依此类推。“增加”：在低浓调零、低浓调精度、高浓调精度、 调报警值状态下按此键，相应值加一。按此键不放将连续加一。“减小”：在低浓调零、低浓调精度、高浓调精度、 调报警值状态下按此键，相应值减一。按此键不放将连续减一。“确定”：按下此键，仪器自动保存调试的值。并进入正常检测状态。“取消”：按下此键，仪器自动取消前面调试的值, 恢复原设置值，并进入正常检测状态。注：在没有按“功能”键的情况下，按其它键仪器不响应。2、仪器使用前的调试(1).硬件调零：在仪器初次使用时，需要进行硬件调零。a.将仪器置于空气中，通电后，调节电位器W3，用万用表量接在Z4和Z6处，使之电压在3.0V。b.按遥控器的“功能”键，使仪器显示低浓零点频率“P”，调节电位器W1，将低浓零点频率调在110HZ左右，即显示“P110”。c.按遥控器的“功能”键，使仪器显示高浓零点频率“P.”，调节电位器W2，将高浓零点频率调在210HZ左右，即显示“P210”。(2).软件调零将仪器置于空气中，通电稳定后，按遥控器的“功能”键，使仪器显示低浓零点状态“L.”，此时按“增加”键或“减小”键，零点会以每步0.01%CH4增减，当仪器显示“L0.00”时释放按键，此时按下“确定”键，软件调零完成。（高浓由软件自动稳零）(3).低浓精度调整在调零完成后，按遥控器的“功能”键，使仪器显示低浓调精度状态“J.”，在气室上套上气罩，通气流量为160ml/min，待仪器显示值稳定后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与气样值相同，此时按下“确定”键，低浓精度调整完成。(4).高浓精度调整在调零完成后，按遥控器的“功能”键，使仪器显示高浓调精度状态“J.”，在气室上套上气罩，通气流量为160ml/min,待仪器显示值稳定后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与气样值相同，此时按下“确定”键，高浓精度调整完成。(5).报警值调整按遥控器的“功能”键，使仪器显示“b.”，按“增加”键或“减小”键将显示值调至与所需值相同，此时按下“确定”键，报警值调整完成。六、故障分析与排除故障分析与排除故障现象原因分析排除方法备注传感器没显示 a、航空插座连接线断路b、电缆短路检查电缆线传感器显示不正确零点没校准重新校准无法校正（调零，调满度）传感元件问题更换数字不稳定传感器不稳定更换传感器蜂鸣器不响蜂鸣器故障更换传感器报警灯不亮线路损坏恢复接线七、安全保护装置及事故处理1、仪器不得收到较大的冲击和震动，以免影响仪器的使用寿命。2、主机的显示窗要保持清洁，但不能用水清洗，以防遮住主机的信号显示。八、维护与修理1、建立专业维修队，参照井下安全监测系统维修管理体制，健全维修管制制度。仪器在井下正常使用时，应定期进行仪器性能检查，用标准气体对仪器进行定期校定，按新的安全标准规定,每隔15天要用标准气体校定一次。2、故障处理。故障可分为主机、传感器和电缆线路三大部分。以电缆损坏为最多，处理方法就是恢复接线。由于主机与传感器电路均采用印刷电路板插接件，判断故障及修理也很简单。当怀疑某处发生故障时，只要用备用的印刷电路板更换一下即可。有故障的印刷电路板可以在室内检查修复，或送我公司修理。3、主机、传感器的电气线路、电气参数、电子元器件型号规格等不得改变，以免破坏本安性能。4、仪器送地面检修时,要清理传感头罩上的灰尘,但不能用水清洗。九、运输、贮存包装包装应采用复合防护包装类型,具有防雨、防潮、防尘、防振能力。包装箱内应有下列文件：a、 产品合格证；b、 产品使用说明书；c、 遥控器。运输 包装好的产品应适于公路、铁路、水路、航空运输。封箱运输要轻拿轻放，并在箱体内放进泡沫和纸屑。贮存应存放在通风良好无腐蚀性气体的库房内.十、其他本仪器为用户保修期为一年，在用户按照产品说明书正确使用的条件下，自本仪器安装使用一年内，但不超过发货期一年内，仪器因制造不良而发生损坏或不能正常工作时。本公司负责对仪器实行免费维修或更换。十一、出版日期本说明书出版日期:2006年6月18日附：通 气 校 定 操 作 方 法按1605ml/min的气体流量接入产品配套的注气装置（见下图）后通气,进行以下操作：调低浓精度点：待传感器零点在清洁空气中稳定后，按规定的流量向传感器通入2.00%的甲烷标准气体，待仪器显示值稳定后，按遥控器的“功能”键，使仪器显示调低浓精度状态“J.”，然后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与标准气体值（仪器显示：2.00）相同时，按下“确定”键，低浓精度校定完成。调高浓精度点：按遥控器的“功能”键，使仪器显示高浓调精度状态“J.”，在气室上套上气罩，通气流量为160ml/min的31.6%CH4标准气体,待仪器显示值稳定后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与气样值相同，此时按下“确定”键，高浓精度调整完成。注 气 装 置 示 意 图1 试验箱；2JBC4便携式甲烷检测仪；3