1 概述
GJT100G型煤礦管道用高濃甲烷傳感器(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安型設(shè)備,用于檢測煤礦井下瓦斯抽放管道中的甲烷含量。它可以實現(xiàn)井下甲烷濃度的實時測量顯示并具有超限聲光報警功能,同時能夠?qū)⒕录淄闈舛绒D(zhuǎn)換成電信號傳送給分站。
本產(chǎn)品執(zhí)行常州迪泰科特測控設(shè)備有限公司企業(yè)標準《Q/DM027-2015》。
2 適應(yīng)的環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度:-5℃~40℃;
b) 相對濕度: ≤98%;
c) 相對壓力:-100kPa~100kPa;
d)流速: 0m/s~20m/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(shù)參數(shù)
3.1 防爆型式
礦用本安型,防爆標志為 “ExibⅠMb”。
3.2 工作電源
a) 工作電壓:直流9V~24V;
b) 額定工作電流: ≤50mA(18V時)。
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
a) 低濃度端:200Hz~1000Hz(線性對應(yīng)0~100%);
b) 正、負信號脈沖寬度不小于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(yīng)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:(4.00~100)%CH4;
3.5 顯示分辨率
傳感器以百分體積濃度表示測量值,采用數(shù)字顯示,分辨率不低于0.1%CH4。
3.6 甲烷顯示值穩(wěn)定性
當(dāng)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0.40%CH4。
3.7 風(fēng)速影響
傳感器在20m/s風(fēng)速條件下,其指示值的漂移量不超過±0.10%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 |
4.00~40.0 | 真值的±10% |
40.0~100.0 | 顯示上限的±10% |
3.9 響應(yīng)時間
傳感器的響應(yīng)時間不大于30s。
3.10 聲光報警功能
a) 傳感器能在4.0%~99.0%范圍內(nèi)設(shè)置報警點(出廠時設(shè)為4.0%),報警顯示值與設(shè)定值的差值不大于±0.5%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4.0%~99.0%范圍內(nèi)設(shè)置斷電點(出廠設(shè)為4.0%),斷電顯示值與設(shè)定值的差值不大于±0.50%CH4。
3.12 復(fù)電功能
傳感器能在4.0%~99.0%范圍內(nèi)設(shè)置斷電點(出廠設(shè)為4.5%),復(fù)電顯示值與設(shè)定值的差值不大于±0.50%CH4。
3.13 傳感器的標定流量:200ml/min。
4 主要結(jié)構(gòu)特征及工作原理
4.1外形尺寸及重量
a) 如圖1所示,傳感器外殼(長×寬×高):235mm×126mm×51mm;
b) 重量:約3.5kg。
圖1 管道用高濃甲烷傳感器外形圖
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
5.1 安裝
在被測的管道上按傳感器取樣頭的尺寸開孔,然后將取樣頭焊接在管道上,將傳感器擰入取樣頭即可(注意:應(yīng)讓傳感器取樣頭上的取樣口與管道內(nèi)氣體流向相同)。
5.2 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(shù)碼管及LED顯示說明
數(shù)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(shù)點亮,表示傳感器工作電壓超出范圍(大于25V或者小于8.5V)。
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(xiàn)場調(diào)整
傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發(fā)送器進行調(diào)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(shù)調(diào)整后,傳感器會自動保存;
2. 遙控器調(diào)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(diào)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。
7.1 校準
注意:1.傳感器長期斷電儲存后(七天以上),建議通電老化半小時以上,再開始校準;
2.傳感器使用期限較長(2年以上),零點漂移過大或靈敏度下降50%以上,超出遙控器的調(diào)節(jié)范圍
后,為保證測量的準確性,建議更換新的傳感器。
a)調(diào)零。傳感器上電,在清潔空氣中穩(wěn)定后,按遙控器上的“功能”鍵,第一位數(shù)碼管顯示“1”,然后再 按“”鍵使后3位數(shù)碼管顯示為零,即可完成傳感器的調(diào)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20.0%的甲烷氣樣,穩(wěn)定后,按遙控器上的“功能”鍵2次,第一位數(shù)碼管會顯示“2”,然后再根據(jù)需要分別按“”和“”鍵,使后3位數(shù)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(yù)留功能。如果傳感器在4.00%~20.0%之間都準確,在30.0%以上誤差較大,才需要進行。校準時以200ml/min的流量通入35.0%的甲烷氣樣,穩(wěn)定后,按遙控器上的“功能”鍵8次,第一位數(shù)碼管顯示“8”,然后再根據(jù)需要分別按“”和“”鍵,使后3位數(shù)碼管的顯示值與實際氣樣值一致即可。
7.2 報警點、斷電點和復(fù)電點的調(diào)整
注意:報警點和斷電點如果設(shè)置為4.00%,由于是下限報警,在量程之外,此時不報警也不輸出斷電。
a)本傳感器設(shè)有聲光報警功能,報警門限可由遙控器設(shè)定,操作方法如下:
按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“3”,然后再根據(jù)需要分別按“”和“”鍵可以增大或減小報警點(后3位數(shù)碼管的顯示值)。請注意報警點的范圍是4.0%~99.0%,調(diào)整步進是0.50%,如果超出此范圍,操作將無效。
b)斷電點的設(shè)置和報警點的設(shè)置方法相同,按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“4”,然后再根據(jù)需要分別按“”和“”鍵增大或減小斷電點(后3位數(shù)碼管的顯示值)。請注意斷電點的調(diào)整范圍是4.0%~99.0%,調(diào)整步進是0.50%,超出此范圍,操作將無效。
c)復(fù)電點的設(shè)置和報警點的設(shè)置方法相同,按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“9”,然后再根據(jù)需要分別按“”和“”鍵增大或減小復(fù)電點(后3位數(shù)碼管的顯示值)。請注意復(fù)電點應(yīng)該比斷電點小,其調(diào)整范圍是4.0%~99.0%,調(diào)整步進是0.50%,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(shè)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(shù)碼管顯示“5”,后3位數(shù)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。使用遙控器的“”和“”鍵可以增大或減小該模擬值,其調(diào)整范圍是4.50%~99.0%,調(diào)整步進是0.50%,通過該功能可以實現(xiàn)系統(tǒng)報警、斷電等功能的模擬測試。
7.4 輸出電流的調(diào)整(只有是電流輸出方式才需要)
電流輸出的傳感器,在現(xiàn)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(shù)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(diào)整;第1位數(shù)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(diào)整。
8 使用和維護
傳感器在正常的使用中,應(yīng)該注意取樣頭的干燥和清潔,應(yīng)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(shè)備;
9.2 接線前應(yīng)明確分站接入信號的制式和接入信號的類型;
9.3 本安產(chǎn)品不得隨意與其他未經(jīng)過聯(lián)檢的設(shè)備連接;
9.4 傳感器使用時應(yīng)采取防振動措施,不可跌落或強烈撞擊,不可用水浸泡;
9.5 傳感器受到有毒氣體(如硫化氫等)的侵害后,靈敏度有較大變化時應(yīng)及時更換檢測元件;
9.6 傳感器長期斷電儲存后,建議通電10小時以上,再投入使用;
9.7 維修時不得改變本安電路和與本安電路有關(guān)的元器件的電氣參數(shù)、規(guī)格和型號;
9.8 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(xiàn)象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 通電無反應(yīng) | 供電電源無輸入 | 檢查供電設(shè)備和電源線 |
2 | 4位數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。