KG9001C甲烷传感器说明书

1、KG9001C高低浓度甲烷传感器KG9001C高低浓度甲烷传感器主要用于监测高瓦斯煤矿井下环境气体中的瓦斯浓 度，可以连续自动地将井下沼气浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示沼气浓度值，超限声光报警等功能。 还可与各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、回风巷道等地点固定使用。采用热催化原理与热导原理相结合来测量沼气浓度，克服了单一元件测量过程中的不稳定现象，利用人工智能技术对信息进行处理和分析，将稳定性指标由一周提高至一月，使用寿命由一年延长至一年半。具有性能稳定、 测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用易维护等特点。增加了遥控调校、断电控制、故 障

2、自校自检等新功能，大大节约了使用与维护费用。目前已广泛应用于全国大、中、小型煤矿，在煤矿预防瓦斯灾害方面发挥了重要作用， 为煤矿产生了可观的经济效益和社会效益。曾获四川省科技进步三等奖。KG9001C高低浓度甲烷传感器主要技术指标：测量范围：0100.00%CH4测量精度：0.001.00%CH4 <± 0.10%CH41.00 2.00%CH4 V± 0.20%CH42.00 4.00%CH4 < ± 0.30%CH44.00 40.00%CH4 < ± 8.00%CH440.00100.00%CH4 <± 10.00

3、炊值（相对误差）元件检测反应速度：< 30s调校周期：VI个月使用寿命：> 1.弭信号带负载能力：0400 Q报警方式：二级间歇式声光报警，> 80dB声强），能见度>20m（光强）报警点范围：0.52.5%CH4连续可调采样方式：扩散式整机工作电压：924V DC整机工作电流：< 70mADC传输距离：2km（供电18V DC使用1.5mm2截面铜芯电缆）输出信号：2001000Hz、15mA DC防爆型式：Exibd I矿用本安兼隔爆型KG9001C型高低浓度甲烷传感器1概述KG9001C型高低浓度甲烷传感器（以下简称传感器）是一种专为满足我国煤矿井下甲烷监测

4、需 要而研制的矿用本安兼隔爆型检测仪表。它可以连续自动地将煤矿井卜-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。本传感器还其有就地显示甲烷浓度值，超限声光报警等功能。1. 1产品特点1.1.1传感器在设计上采用新型单片微机和高集成数字化电路，结构简单、性能可靠、调试、雄 护方便。1.1.2传感器测量范围宽，按机性能稳定，调校间隔周期长。/11.1.3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仙做巽吟"渔耕JA测田档0k #格楠中1蚯出均钏仁归姑卸传日旅断市占M丘吉浴皆©1.1.5传感

5、器的电源部分采用了新型的开关电源，整机功耗低，增加了传感器的传输距离。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。1.2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甲烷浓度的连续监测。1.2.2适用范围煤矿井下的采掘工作面、机电崛室、回风巷道等具有瓦斯爆炸危险的地点和场所。1 - 3品种、规格1.3.1品种：矿用型甲烷传感器。1.3.2规格：高低浓度连续监测。1.3.3 型号:KG9001Co1.4型号的组成及其代表意义K G 9001 Ca）海拔高度不超过2000m；b）大气压力：80 kPa116 kPa；c）工

6、作温度：0 °C40 °C；d）相对湿度：W95 % （25°C）；e）风速：不大于8m/s；f）具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下：g）在无滴水的地方；h）无显著震动和冲击的场合。1.5.2 贮存温度：（-40-60） °Co1.6安全特征O防爆类型：矿用本质安全兼隔爆型，防爆标志:ExibdI。2工作原理及结构特征开关电源r稳压电路测量电桥前置放大图1 KG9001C型高低浓度甲烷传感器电路原理框图2.3结构特征KG9001C型高低浓度甲烷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

7、敏感元件的微型限制扩散式气室和山高亮度 红色发光管组成的报警灯组，中部的声报警为压电陶瓷。显示窗由四位八段红色数码管组成。整 机设计新颖美观、体小量轻、调节方便。2工作原理及结构特征2. 1工作原理KG9001C型高低浓度甲烷传感器采用载体催化及热导质理测忧甲烷浓度。由载体催化及热导元件与金属膜电阻、调节电位器等组成传感探头。工作时，被测环境中的甲烷以扩散方式进入传感器探头气室与敏感元件发生反应并产生与甲烷浓度相应的电信号。该信号经放大后进入A/D转换器证行模数转换，然后送往中央处理单元89C51单片微机进行数据处理后发往与之相连的井下监控分站以及地面中心站，实现井卜联网监测、监控及就地数字显

8、示和声光报警。2.2电路原理框图开关电源一稳压电路测斌电桥前置放大图1 KG9001C型高低浓度甲烷传感器电路原理框图2.3结构特征KG9001C型高低浓度甲烷传感器的外型为长方体结构，主机的机克由不锈钢冲压而成，前后盖 的合缝处为能防尘、防水的橡胶密封围，卜部为装有敏感元件的微型限制扩散式气室和由高亮度 红色发光管组成的报警灯组，中部的声报警为压电陶瓷。显示窗由四位八段红色数码管组成。整 机设计新颖美观、体小量轻、调节方便。3. 1主要特征3.1.1米用新哗的单片微机和高集成的枚字化电路.整机电路结构筒单.nfigpjft.便雄护、调试3.1.2具有就地里小甲烷浓度值.超限声光报警等功3.1

9、.3采用了新型的开关电海，机功恍低.增饷了信号的传输距离.I3.1.4具有故MUT检功能,使用、绯妒方便。3.1.5外壳筋构采用了岛强度的不锈钢材料，增强了传期3J的抗冲击能力.3. 2主要技术指标3.2.1座机工作电压8 (9-24. 5) VDC.3 2. 2 测fit范围！ 0. 00%CH<40.(nCH<<C3.2.3传悠器岛低浓度检敏兀件自动转换点，传城器从低浓度转换到高浓度伏态.转粮点为4.00% CH4 :估感株从高浓技转换到低浓转挽川为2.00%CH4 .仕U.uuq.uu/Mzth氾国hl，甲衍楸度也正肥，传您精亚刀但板牺出侑与但（快舁刃甲阮牧阻 %）变化

10、量不超过0. 04%CH<o在（4.0040.0）%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. 2.5传感器的基本误差应符合下列规定。传感器在载体催化元件检测时的基本误差应符合表1的规定：表1墓本误差（载体催化元件检测时）测5：范围，%CH.基本误差0. 00-1.00±0. 10 %CH<1. 00-3. 00真值的±10%3. 00 -4. 00±0. 30 %CH4传感器在热导元件检测且测量量程为（4. 00-40. 0）%CH（时的基本误差应符合表2的规定。表2基本误差（会程4

11、.00%CH,40.0!00测玷范围，CH基本误差4. 00 40. 0真值的±10 %3. 2. 6显示方式：四位红色数码管o 3. 2. 7显示定义:左起第一位功能显示:“1”一热催化调零“2” 一热催化灵敏度调节“3” 一热导调零“4” 一热导灵敏度调节“5” 一调报警点“7”一调夏电点“6”一调断电点后三位：测量值显示（单位：%CHD“8”一自检3. 2.8信号输出类型：频率。3.2.9信号输出范围：低浓度段：（2001000） Uz （脉冲宽度大于0. 3ms）（线性对应0. 00%CILl4. 00%CH）； 高浓度段：（12002000） Hz （线性对应 0. 00%

12、CHl40. 0%CH0;女由5JZ4-手du 竹出亚兀、矛n ru3. 2.10报警方式:二极管间歇式声光报警：声音强度N80dB（A）；光强：黑暗姓，能见度>20m。3. 2.11工作稳定性传感器连续工作15 d的基本误差应不超过3. 2. 5的规定。3. 2. 12报警点设置：0. 00%C1h4. 00%CH.连续可调，警报显示值与设定值的差值不超过土0. 05%CHio3. 2. 13断电信号点设置：0. 50%CH,2. 00%CI任意设，断电显示值与设定值的差值不超过土0. l%Clh.3. 2. 14信号最小传输距离：2 km.3.2. 15采样方式：扩散式。3.2. 1

13、6检测响应速度：W20 So3.2.17热催化元件寿命：一年以上。热导元件寿命：三年。3.2. 18 本安参数：Ui：24. 5V； L:500mA； C（:2. 3MF； Li：347MH。5.1使用 5.1.1连接使用前用户首先要正确完成本传感器与所挂井卜.分站的连接。将来自分站的专用的电缆接到传 感器二。具体方法是：将电缆航空插头的缺口对准传感器左侧上方的航空插座的相应位置，插入并 旋紧，确保连接可靠。C5.1.2电缆线及所连航空插头的接线及颜色规定：红色线一电源正极（电缆插头1号口）蓝色线一电源负极（电缆插头2号口）白色线一频率信号输出（电缆插头3号口）绿色线一断质号输出（电缆插头4号

14、口）0' 042 3 0 05.1.3航空插头的序号排列图：52调校对传感器进行调校时，空气中甲烷标准气样（以卜简称标准气样）应采用经国家计量部门考核汰证的单位提供的气样，其不确定度不大于3 %o5. 2. 1零点调校5. 2.1.1载体催化零点调校正确连接好传感器后，接通电源，使传感器进入正常的工作状态。预热20分钟后，在新鲜空气 中观察传感器显示值是否为零，若有偏差，请将配套遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选 择键，使显示窗内的小数码管显示“1”，然后再同时按动遥控器的上升键和下降键，使传感器显示 值为零，即可使传感器完成载体催化零点的校季工作。 5. 2.1.2热导零点调校

15、使传感器进入正常工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察传感器显示值是否为零，若有 偏差，清将配套遥控器对准传感器显R窗，按动遥控器上的选择键，使显示窗内的小数码管显示“3”， 然后再同时按动遥控器的上升键和下降键，使传感器显示值为零，即可使传感器完成热导零点的校 零工作。°史5. 2. 2精度调校|5 9 9 1执儡"馅庶湄场 p 2. 2稽度调孜 5. 2. 2. 1热催化精度调校在完成传感器的零点调节后，第二步是传感器的精度调校。具体方法是：旋开传感器载体催化 元件气室顶部的防尘罩，将通气罩插入并罩住传感器元件粉末冶金气室的外部。然后通入浓度约 2. 00%CH.的

16、标准甲烷气体，通气流最控制在200 rnl/min.若传感器显示值与通入的甲烷气体浓度值 不同，则清将遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选择键，使显示窗内的小数码管显示“2”， 然后再根据需要分别按动摇控器的上升键或下降键，直至传感器显示值与通入的甲烷标准气样位相 同为止。调校过程中，若用此方法仍无法将传感器的精度调节准确，则说用此传感器的热催化元件灵敏度卜降过大， 需要更换新的热催化元件。1 丁，丁、丁、I丁、丁、5.2.2.2热导精度调校旋开传感器热导元件气室顶部的防尘罩，将通气罩插入并罩住传感器元件粉末冶金气室的外部。0中 然后通入浓度约20. 0%CH的标准甲烷气体，通气流量控制在

17、200ml/mino此时，传感器显示值通入的甲烷气体浓度值相同。若有偏差，则将遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选择键，!使显小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健或卜降谜，苴至传感器 的显示值与通入的甲烷标准气样值相同为止。注：本传感器断电点的允许范围为：O.OOXCL4.00KH”5.2.3报警点调校首先使传感器进入正常工作状态，然后将遥控器对淮传感器显示窗，按动遥控器上的选择度.使显示窗内的小数码管显示“5”.然后再根据需要分别按动摇控器的上升键或下降键.将此时传感器的显示值（即报警点）调节为所需要的数值即可完成本传感器报警点的设置-注，本传修器报警点的允许

18、范由为：0.00*：出4.0（版此.5.3自检为了方便检查传感器工作是否正常，本传感黑专门设计了自检功能.只体的使用方法是：将潮 斐器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示“8”，此时传 感器的显示值应为2. 00,对应的输出信号值应为600Hz (或姑3. 00mA)。特别提醒：每次对传感器部分参数进行调节后，断电之前，都必须先再次按动遥控器上的选择 健，使显示窗内的小数码管显示的数字循环至消隐，此时传感器即将重新调校后的参数存入单片机。 否则，将导致此次调校无效。6典型故障处理6.1传感器显示“L.LL”当传感器显示"L.LL”时，可能是传感器内的

19、催化元件或热导远见出现断丝。处理办法是：断 开电源，取下传感器带回地面。打开传感器后盖，用万用表对照安装图分别检测G、rl2、vl2 .0 4 的电阻值，若在任一边出现不逝，并在认真检查确定不是连线问题后，更换新的催化或热导元件。6.2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，苜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。6.3报警时无声无光如传感器显示巳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1：的集成器件IC12 (CQ4011)或晶体管N6 (9013),必要时予以更换。6.4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，检杳、更换传感器线路板上数码管旁的(SRI)红外接收头。6. 5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)出现数字乱跳旦无法控