1  概述

  GJH100(B)紅外甲烷傳感器（以下簡稱傳感器）是一種允許在煤礦井下爆炸性氣體環(huán)境中正常使用的礦用本質安全型設備，用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量。它具有實時測量、顯示、超限報警和數據傳送功能。

  本產品執(zhí)行常州迪泰科特測控設備有限公司企業(yè)標準《Q/DM028-2010》。

2  適應的環(huán)境條件

  a) 環(huán)境溫度：           0℃～＋40℃；

b) 平均相對濕度：       不大于98%（＋25  ℃）；

  c) 大氣壓力：           80kPa～116kPa；

  d) 風速：               0m/s～8m/s；

e) 無顯著振動和沖擊的場合；

  f) 煤礦井下有甲烷爆炸性混合物但無破壞絕緣和腐蝕性氣體的場合。

3  技術參數

  3.1 防爆型式

礦用本質安全型，防爆標志為  “ExibⅠMb”。

  3.2 工作電源

  a) 工作電壓：直流9V~24V；

  b) 最大工作電流: ≤60mA。

  3.3 輸出信號(出廠時只有一種)

  3.3.1 RS485信號

   a) 半雙工傳輸方式，傳輸速率:2400bps；

  b) 最大傳輸距離：2km（使用MHYV煤礦用阻燃電纜，其單芯截面積為1.5mm2）；

  c) 信號電壓峰峰值：2V~12V。

  3.3.2 頻率信號（2種可選）

a) 信號范圍：200Hz~1000Hz~2000Hz(線性對應0~10.0%~100%)頻率信號，200Hz~1000Hz時脈沖寬度  ≥0.3ms，1000Hz~2000Hz時脈沖寬度≥0.15ms；

  b) 信號范圍：200Hz~1000Hz(線性對應0~100%)頻率信號，信號的正、負脈沖寬度：≥0.3ms；

  c) 高電平不小于3.0V（拉電流為2mA時），低電平不大于0.5V（灌電流為2mA時）。

  3.3.3 電流信號

  a) 1mA～5mA或4mA～20mA電流信號(線性對應0~100%,也可選擇0mA～5mA或0mA～20mA)；

  b) 負載能力：1mA～5mA時≥800Ω；4mA～20mA時≥200Ω。

  3.4 量程：（0～100）%CH4；

  3.5 分辨率：傳感器應以百分體積濃度表示測量值，采用數字顯示，測量范圍在（0≤X＜10）%CH4時，其分辨率為0.01%CH4，測量范圍在（10≤X＜100）%CH4內，其分辨率為0.1%CH4。

  3.6 顯示值穩(wěn)定性

  在（0≤X＜10）%CH4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（換算為甲烷濃度值）的變化量不超過0.04%CH4。

  在（10≤X＜100）%CH4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（換算為甲烷濃度值）的變化量不超過0.4%CH4。

  3.7 風速影響

  傳感器在8m/s風速條件下，其指示值的漂移量不超過±0.01%CH4。

  3.8 基本誤差

  傳感器的基本誤差符合表1的規(guī)定。

  表1 傳感器的基本誤差

測量范圍（%CH4）

基本誤差

0.00～1.00

±0.06%CH4

1.00～100

真值的±6%

3.9 響應時間

  傳感器的響應時間不大于30s。

  3.10 聲光報警功能

  a) 傳感器能在0～2.50%范圍內設置報警點（出廠設為1.00%）,報警顯示值與設定值的差值不大于±0.05%CH4。

  b) 報警聲級強度在其1m遠處的聲響信號的聲級不小于80dB（A）；光信號在黑暗環(huán)境中20m遠處清晰可見。

  3.11 斷電功能

  傳感器能在0～2.50%范圍內設置斷電點（出廠設為1.50%）,斷電顯示值與設定值的差值不大于±0.05%CH4。

  3.12 傳感器的標定流量：300ml/min。

4 外形特征及工作原理
4.1 外形尺寸及重量
a) 傳感器外形（如圖1，長×寬×高）：265mm×126mm×51mm；
b) 重量：約1.0kg。

圖１　傳感器外觀圖
4.2 主要工作原理

圖2 甲烷傳感器原理框圖
該傳感器由供電電源、甲烷檢測頭、檢測及信號處理電路、紅外接收頭、單片機以及顯示電路、聲光報警電路等部分組成，工作原理如圖2所示

5  使用與接線

  傳感器出廠時配有礦用4芯電纜（MHYV煤礦用阻燃電纜，其單芯截面積為1.5mm2），電纜有與傳感器配對的4芯接頭，電纜各芯按顏色區(qū)分，代表意義如下：

  表2 接線規(guī)則表

      線的顏色

      信號類型

藍

綠

白

紅

RS485信號

485-A

485-B

電源負

電源正

頻率信號

電源負

斷電輸出正

頻率輸出正

電源正

電流信號

電源負

電流輸出負

電流輸出正

電源正

數碼管及LED顯示說明

數碼管的分布見圖3，第一位為功能顯示，后三位顯示甲烷濃度值，左邊的發(fā)光二極管為指示燈，最末位的小數點亮，表示傳感器工作電壓超出范圍（大于25V或者小于8.5V），甲烷濃度顯示“Err”表示傳感頭損壞或接觸不好。

圖 3 四位數碼管

指示燈在各種輸出類型中的狀態(tài)及作用如表3所說明：

表3 指示燈功能表

      狀態(tài)

      指示燈類型

亮

閃爍

滅

紅色

電源正常

正在通信

故障

綠色

輸出信號正常

-

輸出信號開路

傳感器的現場調整

傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發(fā)送器進行調整，其外形如下圖4所示，在本傳感器中只需使用功能、“”、“” 三個按鍵。

注意：

1. 所有參數調整后，傳感器會自動保存；

2. 遙控器調整完畢后，都需要按“功能”鍵使首位不顯示，或者同時按“S1”、“S2”鍵，才能返回正常測量狀態(tài)；

3. 遙控器首次使用時，需要撥下遙控器正下方電池上的絕緣塑料；

4．調整時要將遙控器的紅外發(fā)射部分正對圖1所示的紅外接收區(qū)域，距離最好不超過0.5米。

圖 4 FYF3型遙控發(fā)送器

7.1 校準

注意：1.傳感器應在25°C左右的室內通電30分鐘后進行校準，長期斷電儲存后（七天以上），建議通電10小時以上，再開始校準。

a）調零：傳感器上電，預熱1分鐘左右，即可開始工作。等在清潔空氣中穩(wěn)定后，按遙控器上的“功能”鍵，第一位數碼管顯示“1”，然后再按“”鍵使后3位數碼管顯示為零，即可完成傳感器的調零工作。如果傳感器首位顯示“-1”，表示傳感器負偏，按“” 鍵使傳感器顯示“10.00”即可。

b）通氣校準：以200ml/min的流量通入2.00%的甲烷氣樣，穩(wěn)定后，按遙控器上的“功能”鍵2次，第一位數碼管會顯示“2”，然后再根據需要分別按“”和“”鍵，使后3位數碼管的顯示值與實際氣樣值一致即可。

  c）非線性校準：該校準一般不需要進行，是預留功能。如果傳感器10.0%以下都準確，10.0%以上的甲烷氣樣誤差超出要求，可以通過該方式進行校準。以200ml/min的流量通入20.0%的甲烷氣樣，穩(wěn)定后，按遙控器上的“功能”鍵，直到第一位數碼管顯示“8”，再根據需要分別按“”和“”鍵，使后3位數碼管的顯示值與實際氣樣值一致即可。

  7.2 報警點和斷電點的調整

  a）本傳感器設有聲光報警功能，報警門限可由遙控器設定，操作方法如下：

  按遙控器上的“功能”鍵，直到第一位數碼管顯示“3”，然后再根據需要分別按“”和“”鍵可以增大或減小報警點（后3位數碼管的顯示值）。請注意報警點的范圍是0.50%～2.50%，調整步進是0.05%,如果超出此范圍，操作將無效。

  b）斷電點的設置和報警點的設置方法相同，按遙控器上的“功能”鍵，直到第一位數碼管顯示“4”，然后再根據需要分別按“”和“”鍵增大或減小斷電點（后3位數碼管的顯示值）。請注意斷電點的調整范圍是0.50%～2.50%，調整步進是0.05%,超出此范圍,操作將無效。

  7.3 傳感器的測試功能

  本傳感器設有報警測試功能，操作方法如下：按遙控器上的“功能”鍵，直到第一位數碼管顯示“5”，后3位數碼管自動顯示“50.0”，輸出信號和甲烷實際濃度到達“50.0”時相同，通過該功能可以實現系統(tǒng)報警、斷電等功能的測試。

  7.4 輸出電流的調整（只有是電流輸出方式才需要）

  電流輸出的傳感器，在現場如果需要對輸出電流進行校正時（一般不需要），按遙控器上的“功能”鍵，直到第一位數碼管顯示“6”，傳感器會自動輸出顯示0時的電流，然后分別按“”和“”鍵可以對零點輸出電流進行調整；第一位數碼管顯示“7”時，傳感器會自動輸出滿量程時的電流，按同樣方法可以對滿量程的輸出電流進行調整。

  8  使用和維護

  傳感器在正常的使用中，應該注意取樣頭的干燥和清潔，應定期對測量探頭進行維護校準以保證測量的精度。

9  使用注意事項

  9.1 注意正確接線,以免損壞設備；

  9.2 接線前應明確分站接入信號的制式和接入信號的類型；

  9.3 本安產品不得隨意與其他未經過聯檢的設備連接；

  9.4 傳感器使用時應采取防振動措施，不可跌落或強烈撞擊，不可用水浸泡；

  9.5 傳感器長期斷電儲存后，建議通電10小時以上，再投入使用；

  9.6 維修時不得改變本安電路和與本安電路有關的元器件的電氣參數、規(guī)格和型號；

  9.7 在煤礦井下嚴禁隨意拆卸、檢修，非專業(yè)人員請勿隨意檢修。

10  常見故障處理與維修

  常見故障處理與維修見下表4。

  表4 常見故障處理表

序號

故障現象

可能造成原因

排除方法

1

通電無反應

供電電源無輸入

檢查供電設備和電源線

2

4位數碼管不顯示

傳感器沒有工作

檢查單片機和電源芯片

3

輸出信號異常

信號輸出線接錯

檢查接線

信號輸出線斷路、短路或接觸不好

檢查接線

分站或傳感器故障

檢查分站或傳感器

11  運輸、貯存

  11.1 運輸

  完整包裝的產品,在避免雨雪直接淋襲的條件下, 可適用于水運、陸運及空運等各種運輸方式。

  11.2 貯存

  包裝后的產品能在溫度為-10℃～+40℃，相對濕度不大于90%的環(huán)境中貯存12個月以上。

12  附件及資料

  使用說明書         1份；

  產品合格證         1份；

  FYF3型遙控發(fā)送器  1只（視具體情況）；

  裝箱單             1份。

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服務產品-GJH100（B）紅外甲烷傳感器