红外甲烷(CH4)传感器模块

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四氯甲烷气体报警传感器变送模块

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红外传感器介绍

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GJG100H（B）型红外甲烷传感器（管道用）（）型红外甲烷传感器（管道用）
2、受压力影响大：此种现象主要表现为装在同一管路上的受压力影响大：两台传感器，当压力变化后测量值不一致，两台传感器，当压力变化后测量值不一致，或当管路里压力变化频繁时测量值波动频繁。变化频繁时测量值波动频繁。此现象主要由于压力补偿不准造成，此现象主要由于压力补偿不准造成，原因是之前做的压力补偿范围较窄，超出范围时测量差值较大，力补偿范围较窄，超出范围时测量差值较大，目前已着手扩展压力补偿范围，和提高压力补偿的随动性。会尽快改进。展压力补偿范围，和提高压力补偿的随动性。会尽快改进。另外，此现象也与气样温度和管路密封性能有关，另外，此现象也与气样温度和管路密封性能有关，单从压力补偿不准来说，当压力变化20kPa 20kPa影响的测量值变化不压力补偿不准来说，当压力变化20kPa影响的测量值变化不会超过2%CH4,遇有此种情况可多方面分析。 2%CH4,遇有此种情况可多方面分析会超过2%CH4,遇有此种情况可多方面分析。
在传感器应用环境良好的情况下，效果能达到上表要求，在传感器应用环境良好的情况下，效果能达到上表要求，但对煤矿抽放管道检测，由于特殊的使用条件，对煤矿抽放管道检测，由于特殊的使用条件，往往出现测量不准或损坏传感器的情况。主要表现在：不准或损坏传感器的情况。主要表现在： 1、元件进水：由于抽放泵一般采用水环真空泵，并且抽放元件进水：由于抽放泵一般采用水环真空泵，管路里设置有阻火器（用水实现单向流通），），在停泵或开泵管路里设置有阻火器（用水实现单向流通），在停泵或开泵管道回路里往往有大量甚至满管的水流过，时，管道回路里往往有大量甚至满管的水流过，此时如果再经过V锥节流件的阻断作用，则有很高压力的水会经过旁路经过V锥节流件的阻断作用，冲进红外传感器。冲进红外传感器。后来传感器安装时我们采取了在传感器流出端加单项阀，进端加汽水分离器，能起到一定效果。出端加单项阀，进端加汽水分离器，能起到一定效果。元件进水后往往表现为传感器显示数值乱跳，元件进水后往往表现为传感器显示数值乱跳，此时将传感器取下，轻度进水，晾干后可继续使用，否则需寄回维修。感器取下，轻度进水，晾干后可继续使用，否则需寄回维修。

红外甲烷传感器

红外甲烷传感器红外甲烷传感器特点：★整机体积小,重量轻★专业精选进口传感器，可以搭载电化学，催化燃烧，红外原理，热导原理等传感器。

★高精度,高分辨率,响应迅速快.★本安电路设计，可带电热拔插操作。

★数据恢复功能，免去误操作引起的后顾之忧.★自动温湿度补偿功能，出厂精准标定，无须再使用标定。

.★模拟电压或电流和串口同事输出，方便客户调试和使用。

★最精密的电路设计和制造工艺，生产复杂，使用简单。

★可与电脑连接通讯，自行标定校准。

★自带零点微调功能，方便选定参照数据。

★低功耗产品，可异动电源供电可大量用于分析仪仪器，大气，环境无人机监测。

红外甲烷传感器结构尺寸图：红外甲烷传感器直视图和PIN 脚定义图红外甲烷传感器工作电压DC5V±1%/DC24±1%波特率9600测量气体甲烷CH4气体检测原理红外NDIR 采样精度±2%F.S 响应时间<30S重复性±1%F.S 工作湿度0-95%RH，(无冷凝)工作温度-30～50℃长期漂移≤±1%（F.S/年）存储温度-40～70℃预热时间30S 工作电流≤50mA 工作气压86kpa-106kpa安装方式8脚拔插式质保期1年输出接口8pin 外壳材质铝合金使用寿命2年外型尺寸(引脚除外)33.5X3121.5X31测量范围详见选型表输出信号TTL(标配)0.4-2.0VDC(常规)定制RS485/4-20mA红外甲烷传感器串口和电压采集连接定义图:红外甲烷传感器I2C 连接定义图:引脚名称说明1+5V 电源接入PIN 脚2EN Rs485(3.3V),可接MCU Tx 3Rx/A 串口RX(3.3V),可接MCU Rx 5Scl I2C,Scl(3.3v)引脚6SDA I2C(3.3V)引脚7GND 电源GND 引脚8VOUT电压输出，0-5V/0.4-2.0V红外甲烷传感器RS485连接定义图:红外甲烷传感器交叉干扰系数高精度的传感器检测原理决定了它有良好的一致性，重复性，温湿度补偿等特性，但也不能忽略被检测气体之间的交叉干扰，为了达到很好的检测精准度，须考虑以下气体对该检测气体的干扰系数。

GJC4甲烷传感器说明书

GJC4矿用甲烷传感器使用说明书执行标准：GB3836-2010AQ 6203-2006Q/SW02-2015出版日期：2015/05/25陕西三为矿山安全设备有限公司目录1. 概述 (3)2. 产品特点 (3)3. 结构特征与工作原理 (4)4. 使用方法 (4)5. 维护及常见故障排除方法 (7)6. 贮存、运输、包装 (7)7. 注释 (8)8. 使用注意事项 (8)使用说明书警示：维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号！本安关联产品不得随意改变配置！1. 概述GJC4矿用甲烷传感器(以下简称传感器)是集甲烷气体检测、声光报警、监测数据显示、通信为一体的低浓度甲烷传感器。

本传感器采用最新技术，采用冗余设计，提高了传感器的可靠性，并符合国家和煤炭工业有关行业标准《AQ 6203-2006 煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器》。

传感器外观：其正面为传感器的外形及LED显示器上部有固定传感器的提手、中间部安装有喇叭、下部有光报警玻璃罩、左上部为电源和通信电缆接口。

GJC4矿用甲烷传感器是为满足在易燃易爆场所对低浓度甲烷（）的监测而设计的。

本传感器设计的防爆级别为本质安全。

产品符合相应的国家或行业标准。

满足特殊场所，如：煤矿的安全监控等需求。

传感器的基本电路结构如图1所示（按信号传递规则）。

GJC4矿用甲烷传感器采用微电子技术，吸收国内外众多甲烷传感器的特点，并在此基础上形成构造出独特的产品。

传感器采用通用微处理器和高精度A/D转换器，具有工作精度高、稳定可靠的特点，数据通信为一体。

减少了在构造监控系统时所需的设备类型，方便用户使用。

2. 产品特点传感器使用环境（工作条件）a 工作温度：0℃～+40℃；b 存储温度：-40℃～+60℃；c 相对湿度：<95%；d 气压：86kPa～110 KPa；使用地点无强烈腐蚀性气体，含有瓦斯或者煤尘的矿井下；无淋水、沁水、蒸汽的环境中。

甲烷传感器

464热导式传感元件工作原理在串联的两传感器元件中通入相同的电流时产生的热量必然是相等但是由于两气室中散热介质不同使两元件出现温差此温差导致两元件产生热态电阻差电桥电路不再平衡输出一个与甲烷浓度变化成正比例关系的直流电压信号
第5章矿用监控系统传感器
1、瓦斯、CO、温度传感器原理 (重点掌握) 2、风速、负压、开关量传感器 (了解) 3、了解矿井的环境参数，工况参数和这些参数的现实意义； (了解) 4、了解对井下环境参数，工矿参数的检测方法； (了解) 5、传感器的设置与调校；(了解)
5.1.1 矿用甲烷传感器检测方法
1．铂丝传感元件检测方法
1）铂的电阻值与温度的关系（1）-190 ～ 0℃范围内，其关系式为：
Rt R0[1 At Bt C t 100 t ]
2 3
（2) 0～630.74℃范围内，其关系式为：
Rt R0(1 At Bt 2 )
矿井环境参数主要有：
甲烷、氧气、粉尘、井巷硐室和工作面温度、风
量与负压、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和硫化氢
等；还有顶板活动状态、地层构造、水文情况等。矿井工况参数主要有：风筒风量、风门开关、胶带开停、煤仓煤位、采煤机组位置、输送机工作状态、胶带打滑、排水系统
、压风系统、主要通风机工作状态等工作状况参数。
件灵敏度、稳定性变坏。所谓“激活”就是载体催
化元件将PdCl2溶液浸在Al2O3载体上，经热分解而成催化剂，以Pd和PdO形式存在于载体上，元件表面呈黑褐色，对瓦斯催化活性较低。在元件出厂前，为了使其具有较高活性，一般要在加热条件下通
12%的CH4进行活化处理，使催化剂中的PdO还原成
金属钯。其化学反应方程式为
T oC

CH4甲烷传感器

CH4甲烷传感器CH4甲烷传感器特点：★是款内置微型气体泵的安全便携装置★整机体积小,重量轻,防水,防爆,防震设计.★高精度,高分辨率,响应迅速快.★采用大容量可充电锂电池,可长时间连续工作.★数字LCD背光显示，声光、振动报警功能.★上、下限报警值可任意设定，自带零点和目标点校准功能，内置温度补偿，维护方便.★宽量程，最大数值可显示到50000ppm、100.00%Vol、100%LEL.★数据恢复功能，免去误操作引起的后顾之忧.★显示值放大倍数可以设置，重启恢复正常.★外壳采用特殊材质及工艺，不易磨损，易清洁，长时间使用光亮如新.CH4甲烷传感器产品特性：★是款内置微型气体泵的高精度的手式安全便携装备;★进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，使用寿命长达3年;★采用先进微处理器技术，响应速度快,测量精度高，稳定性和重复性好;★检测现场具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险现场作业的安全保障;★现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度/类型/单位/工作状态等;★全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性;★半导体纳米工艺超低功耗32位微处量器;★全软件自动校准,传感器多达6级目标点校准功能,保证测量的准确性和线性,并且具有数据恢复功能;★全中文/英文操作菜单,简单实用,带温度补偿功能;★防高浓度气体冲击的自动保护功能;CH4甲烷传感器技术参数：检测气体：空气中的CH4甲烷气体检测范围：0-100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm、0-100%LEL分辨率：0.1ppm、0.1%LEL显示方式：液晶显示温湿度：选配件，温度检测范围：-40～120℃，湿度检测范围：0-100%RH检测方式：扩散式、流通式、泵吸式可选安装方式：壁挂式、管道式检测精度：≤±3%线性误差：≤±1%响应时间：≤20秒（T90）零点漂移：≤±1%（F.S/年）恢复时间：≤20秒重复性：≤±1%信号输出：①4-20mA信号：标准的16位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km②RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离2Km③电压信号：0-5V、0-10V输出，可自行设置④脉冲信号：又称频率信号，频率范围可调（选配）⑤开关量信号：标配2组继电器，可选第三组继电器，继电器无源触点，容量220VAC3A/24VDC3A传输方式：①电缆传输：3芯、4芯电缆线，远距离传输（1-2公里）②GPRS传输：可内置GPRS模块，实时远程传输数据，不受距离限制（选配）接收设备：用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、等报警方式：现场声光报警、外置报警器、远程控制器报警、电脑数据采集软件报警等报警设置：标准配置两级报警，可选三级报警；可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警电器接口：3/4″NPT内螺纹、1/2″NPT内螺纹，同时支持2种电器连接方式防爆标志：ExdII CT6（隔爆型）壳体材料：压铸铝+喷砂氧化/氟碳漆，防爆防腐蚀防护等级：IP66工作温度：-30～60℃工作电源：24VDC（12～30VDC）工作湿度：≤95%RH，无冷凝尺寸重量：183×143×107mm(L×W×H）1.5Kg(仪器净重)工作压力：0～100Kpa标准配件：说明书、合格证质保期：一年CH4甲烷传感器简单介绍：CH4甲烷传感器报警器高精度、高分辨率，响应快速，超大容量锂电充电电池，采样距离远，LCD背光显示，声光报警功能，上、下限报警值可任意设定，可进行零点和任意目标点校准，操作简单，具有误操作数据恢复功能.CH4甲烷传感器应用场所：医药科研、学校科研、制药生产车间、烟草公司、环境检测、楼宇建设、消防报警、污水处理、石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、锅炉房、加气站、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、航空航天、工业气体过程控制、室内空气质量检测、地下燃气管道检修、危险场所安全防护、军用设备检测等。

GJC4甲烷传感器说明书

传感器外观：其正面为传感器的外形及LED显示器上部有固定传感器的提手、中间部安装有喇叭、下部有光报警玻璃罩、左上部为电源和通信电缆接口。

GJC4矿用甲烷传感器是为满足在易燃易爆场所对低浓度甲烷（0.00-4.00%）的监测而设计的。

本传感器设计的防爆级别为本质安全。

产品符合相应的国家或行业标准。

满足特殊场所，如：煤矿的安全监控等需求。

传感器的基本电路结构如图1所示（按信号传递规则）。

GJC4矿用甲烷传感器采用微电子技术，吸收国内外众多甲烷传感器的特点，并在此基础上形成构造出独特的产品。

传感器采用通用微处理器和高精度A/D转换器，具有工作精度高、稳定可靠的特点，数据通信为一体。

减少了在构造监控系统时所需的设备类型，方便用户使用。

2. 产品特点2.1 传感器使用环境（工作条件）a 工作温度：0℃～+40℃；b 存储温度：-40℃～+60℃；c 相对湿度：<95%；d 气压：86kPa～110 KPa；2.2 使用地点●无强烈腐蚀性气体，含有瓦斯或者煤尘的矿井下；●无淋水、沁水、蒸汽的环境中。

GJC甲烷传感器说明书完整版

G J C甲烷传感器说明书集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]GJC4矿用甲烷传感器使用说明书执行标准：GB3836-2010AQ 6203-2006Q/SW02-2015出版日期：2015/05/25使用说明书警示：维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号！本安关联产品不得随意改变配置！1. 概述GJC4矿用甲烷传感器(以下简称传感器)是集甲烷气体检测、声光报警、监测数据显示、通信为一体的低浓度甲烷传感器。

传感器外观：其正面为传感器的外形及LED显示器上部有固定传感器的提手、中间部安装有喇叭、下部有光报警玻璃罩、左上部为电源和通信电缆接口。

GJC4矿用甲烷传感器是为满足在易燃易爆场所对低浓度甲烷（）的监测而设计的。

本传感器设计的防爆级别为本质安全。

产品符合相应的国家或行业标准。

满足特殊场所，如：煤矿的安全监控等需求。

传感器的基本电路结构如图1所示（按信号传递规则）。

GJC4矿用甲烷传感器采用微电子技术，吸收国内外众多甲烷传感器的特点，并在此基础上形成构造出独特的产品。

传感器采用通用微处理器和高精度A/D转换器，具有工作精度高、稳定可靠的特点，数据通信为一体。

减少了在构造监控系统时所需的设备类型，方便用户使用。

检测范围甲烷检测范围：；电源（必须使用具有安全标志的矿用本质安全电源）工作电压：9V～24V DC（矿用本质安全电源）；工作电流 < 100mA DC（18V DC）。

红外气体传感器设计与实现

摘要摘要本文设计一种基于红外吸收原理的可燃气体传感器，采用电调制非色散红外技术，由于多数可燃气体在波长为3.40μm处拥有其特征吸收峰，所以针对可燃气体选用滤光片中心波长为3.40μm，此滤光片对应的输出信号为测量信号，为保证传感器测量值的可靠性及长期稳定性，再选用一个滤光片作为参考信号，由于多数气体在4.00μm左右的波长处均无吸收，因此第二个滤光片中心波长选为4.00μm，此滤光片对应的输出信号即为参考信号。

由于参考信号理论上是稳定不变的，因此当传感器硬件系统出现老化、漂移等现象时，会导致测量信号发生变化，此时参考信号产生作用，可基本排除此类异常。

传感器选用ARM内核的微处理器作为整个系统的控制及运算单元，使用ARM 处理器自带的定时器产生中断信号，每次中断时驱动红外光源变换工作状态，从而实现红外光源的电调制。

光源发出的红外能量通过含有被测气体的腔体后，再经滤光片滤除其它波段的能量，最后到达探测器，探测器吸收能量后转换为电信号，电信号通过电路处理后，由处理器启动模数转换器对输入的模拟信号进行采样，由此模拟量转变为数字量，软件采用数字信号处理算法对数字量进行去噪和滤波，将实时测量数据和标定数据按公式进行计算，即可得到实时测量的气体浓度值。

经过实验测试，该传感器测量值准确、可靠、响应灵敏、体积小、功耗低，分辨率达到0.01%VOL，测试数据及性能指标达到预期。

关键词：红外气体传感器，气体浓度检测，NDIR，红外吸收ABSTRACTABSTRACTThis paper designed a kind of the combustible gas sensor based on infrared absorption principle, uses electric modulation non-dispersive infrared technology, because most of the combustible gas have absorption peak at about 3.40 microns wavelengths, so selection filter center wavelength of 3.40 microns to detecting combustible gas, the filter of the corresponding output signals called measure signals, to guarantee the reliability of the sensor measurement value and long-term stability, then choose a filter as the reference signal, because most of the gas at about 4.00 microns no absorption, so the second filter center wavelength is 4.00 microns, the second filter of the corresponding output signal is the reference signal. Due to the reference signal is stable in theory, so when the sensor hardware system appeared the phenomenon such as aging, drift, measuring signal changes, the reference signal can be the basic rule out such anomalies.Sensor selects the ARM microprocessor as the control of the whole system of the kernel and computing unit, ARM processor used to own a timer interrupt signal, each time interrupt driven infrared light source transformation work status, so as to realize the infrared light source modulation. Electric modulation infrared light source through the gas chamber to reach the pyroelectric detector with filter, pyroelectric detector output electrical signal, the electrical signal after amplification filter processing by the ARM processor to start the A / D conversion Digital signal processing algorithm to denoise and filter digital, real-time measurement data and calibration data calculated according to the formula, you can get real-time measurement of gas concentration value.After a large number of experiments, the sensor measurements accurate, reliable, responsive, small size, low power consumption, resolution 0.01% VOL, test data and performance indicators to achieve.Keywords: Infrared gas sensor, Gas concentration detection, NDIR, Infrared absorption目录第一章绪论 (1)1.1 研究意义 (1)1.2 红外气体传感背景 (1)1.2.1气体传感器的发展 (1)1.2.2国内外研究现状 (3)1.3 本文主要工作 (4)1.3.1主要研究内容 (4)1.3.2主要技术指标 (5)1.4 本论文的结构安排 (5)第二章传感器理论基础 (6)2.1 基础理论 (6)2.1.1气体浓度计算的理论 (6)2.1.2红外光谱的基础知识 (7)2.1.3分子能级与量子学相关知识 (8)2.1.4气体的红外吸收峰与分子结构的关系 (9)2.2 硬件开发工具 (14)2.3 软件开发环境 (15)2.4 本章小结 (16)第三章传感器硬件设计与实现 (17)3.1 传感器系统总体设计 (17)3.2关键器件选型 (18)3.2.1微处理器选型 (18)3.2.2红外光源选型 (20)3.2.3热释电探测器选型 (23)3.3电源管理电路设计 (29)3.4红外光源驱动电路设计 (30)3.5处理器及外围电路 (32)3.6模拟小信号处理电路设计 (35)3.7 PCB电路板设计 (38)3.8 硬件电路实现 (40)3.9 本章小结 (42)第四章传感器软件设计与实现 (43)4.1信号采集与数字信号处理 (43)4.2零点和灵敏度校准设计 (47)4.3数字通信模式及传输方式 (47)4.4数字通信协议设计 (49)4.5传感器浓度计算 (53)4.6软件调试 (55)4.7软硬件联合调试 (56)4.8本章小结 (59)第五章测试及数据分析 (60)5.1 传感器测试环境 (60)5.2传感器标定测试 (61)5.3 测试数据分析 (65)5.4 硬件参数测试 (66)5.5本章小结 (68)第六章结论 (69)6.1 全文总结 (69)6.2 下一步工作的展望 (70)致谢 (71)参考文献 (72)第一章绪论第一章绪论可燃气体常见于日常生活及日常生产中，如城市管网下水道积聚的沼气，矿井开采生产中产生的瓦斯、石化储运站储藏的可燃气体、煤气站储藏的可燃气体、家庭生活中天然气等。

标准44甲烷传感器设置规范

甲烷传感器设置规范1 范围本标准规定了煤井安全监测监控系统甲烷传感器的设置标准本标准适用于晋煤集团所属矿井2 规范性引用文件下列文件对于本文件应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求AQ1029-2007 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范煤矿矿井机电设备完好标准煤矿安全规程晋煤瓦发字（2011）1091号文件《关于转发【国家煤矿安监局关于深入贯彻落实国办法{2011}26号文件精神，进一步加强煤矿瓦斯防治监察监管的通知】的通知》3 术语和定义3.1 将被测物理量转换为电信号输出的装置。

3.2 甲烷传感器连续监测矿井环境气体中甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能。

4 一般要求4.1 矿井应按安全监控系统矿用产品安全标志证书规定的型号选择传感器。

4.2 安装环境应符合下列要求：A 环境温度：0-40℃；B 平均相对湿度：不大于95%；C 大气压力：（80-110）kPa。

4.3 甲烷传感器应垂直悬挂，传感器进行口距顶板（顶梁、屋顶）大得大于300mm，距巷道侧壁（墙壁）不得小于200mm；当巷道高度大于2米时，传感器应加装人工升降装置。

4.4 甲烷传感器的安设位置、报警值、断电值、复电值和断电范围必须符合AQ1029-2007的规定，同时断电值下调20%。

4.5 煤与瓦斯突出矿井所有井下作业地点的甲烷传感器应选择量程上限不低于40%CH4的高浓甲烷传感器；高瓦斯矿井应选择量程上限不低于10%CH4的甲烷传感器。

5 设置标准5.1 采煤工作面5.1.1 一条回风巷的采煤工作面5.1.1.1 用U型通风方式时，按图5-1-1所示设置：在上偶角（最后一排支架切顶线处，距煤壁不大于600mm）设置甲烷传感器T0,工作面设置甲烷传感器T1,工作面回风巷设置甲烷传感器T2；若煤与瓦斯突出矿井的甲烷传感器T1不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备，则在进风巷在超前支护范围内设置甲烷传感器T3。

GJH100红外甲烷传感器

2012年我国农民工数量达到2.6亿，每年新增
900-1000万。
四川抽样调查：
26% 举家外出农户
20% 留守农户
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一、为什么要大力培育新型职业农民
（一）深刻背景
◆农村青壮年劳动力大量外出，“老人农业”“妇女农业”“小学农业”问题日益凸显
陕西抽样调查：
72% “80后”“90后”青壮年劳动力（农民工）
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创新农业生产经营方式
（现代）家庭经营+合作组织+社会化服务 =新型农业经营体系
新型职业农民 →新型生产经营主体 →新型农业经营体系 →现代农业
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新型职业农民是伴随农村生产力发展和生产关系完善产生的新型生产经营主体，是构建新型农业经营体系的基本细胞，是发展现代农业的基本支撑，是推动城乡发展一体化的基本力量。
民工没有从事过一天的农业生产活动）
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一、为什么要大力培育新型职业农民（二）紧迫课题
——“谁来种地”“地如何种”？
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◎党的十八大：坚持和完善农村基本经营制度，构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系。
◎国务院常务会议：要采取有效措施，使一部分年轻人愿意在农村留下来搞农业，培养和稳定现代农业生产队伍。
◆不失时机地大力培育新型职业农民：
三是有利于促进农民从传统小农生产向社会化大生产的转变，在坚持和完善农村基本经营制度中加快培育新型生产经营主体，使培育起来的新型职业农民逐步走上“家庭经营+合作组织+社会化服务”新型农业经营体系的组织化路子，解决保供增收长效机制的问题。
◎中央经济工作会议、中央农村工作会议：要稳定完善强农惠农富农政策，充分保护和调动农民生产经营积极性，使务农种粮有效益、不吃亏、得实惠。

GJC4甲烷传感器说明书

五、安装方法 1. 将传感器悬挂在测量位置的上方； 2. 将传感器显示窗置于便于观察的位置，并注意不要遮挡显示窗。
六、使用方法 1．安装
传感器应安装在井下无淋水的地点。传感器由关联设备提供电源。注意：连接前应确认关联设备输出电压符合传感器输入电压要求。 2．联接方式传感器由四芯航空插头与外部设备联接，其各接线端子功能如下表 2：
4. 传感器一般应能在输入电压 DC（9～24）V 范围内正常工作；
5 本安参数：Ui：DC 18V；Ii：100mA；Ci：0μF；Li：0mH；
6 测量范围：（0.00～4.00）%CH4；
7 显示值稳定性：在(0.00～4.00）%CH4 范围内，当甲烷浓度保持稳定时，传感器显示值或输出信
号值（换算为甲烷浓度值）的变化量应不超过 0.04%CH4；
四、主要技术参数及性能
1. 工作环境条件：
a）温度：(0～40)℃；
b）相对湿度：≤98%；
c）大气压力：（80～116）kPa；
d）风速：（0～8）m/s；
e）适用场所：传感器适用于煤矿井下有甲烷、煤尘爆炸性气体混合物环境中；
2. 贮存温度：（-40～60）℃；
3. 额定工作电压：DC18V；额定工作电流：≤100mA；
11.报警方式：声光报警，红色报警光信号能在黑暗环境中距离 20m 远处清晰可见，报警声级强度在距其 1m 远处的声响信号的声压级大于 80dB；
12.显示方式：三位 LED 数码管显示； 13.输出信号制式：
频率型：（200～1000）Hz，对应（0.00～4.00）%CH4（脉冲宽度大于 0.3ms）； 14.显示分辩率：0.01%CH4 ； 15.响应时间：≤20s；
8. 敏感元件工作寿命：＞1 年；

甲烷传感器

分类
甲烷气体传感器的种类繁多，常见的甲烷传感器根据原理主要可分为：催化燃烧式红外式半导体气敏式电化学式当然还有一些如热导式、声差式、光干涉式等不常见的传感器，下面简单地介绍一下以上四种传感器。其中，半导体式与电化学式与材料的关系更加密切，是人们研究的重点。
催化燃烧式
原理：催化燃烧式气体传感器利用的是催化燃烧的热效应原理。在一定温度条件下，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧，载体温度升高，使其内部铂丝电阻也随之升高。铂丝电阻的变化与可燃气体的浓度成比例，因而能够通过电阻值的变化，来检测甲烷气体的浓度。优点：结构简单，成本低，寿命较长，应用广泛（还可用于其它可燃气体），受非可燃性气体和温度变化的影响小。缺点：精度不高，敏感元件易受硫化氢和砷化物影响而失效，工作时温度高，功耗高，不能用于高浓度甲烷检测，湿度对它的灵敏度影响也比较大。
论文：Development and testing of an electrochemical methane sensor
实验装置
甲烷浓度变化时的响应，浓度增大时，响应也随之增大，响应时间在15s左右
传感器响应随甲烷浓度变化的曲线，近似一条直线
200小时后该传感器仍然具有较好的重复性和稳定性
半导体气敏式
原理：利用氧化物半导体气敏材料与被测气体之间发生吸附或者氧化还原反应 , 引起材料的电导率变化 , 进而通过电路检测浓度。优点：具有很高的灵敏度和选择性 , 结构简单，反应速度较快，精度比较高。缺点：为了提高气敏元件的吸附和反应速度 , 工作温度必须维持在一个较高的水平。
电化学式
甲烷气体传感器
目录
• 背景 • 催化燃烧式 • 红外式 • 半导体式 • 电化学式 • 实例一 Co3O4纳米颗粒 • 实例二混合电位传感器 • 总结与展望

甲烷CH4气体检测仪传感器检测传感器

甲烷CH4气体检测仪传感器检测传感器甲烷CH4气体检测仪传感器检测传感器产品适用于各种环境和特殊环境中的甲烷CH4气产品适用于各种环境和特殊环境中的甲烷CH4气体浓度和泄露，在线检测及现场声光报警，对危险现场的作业安全起到了预警作用，此仪器采用进口的电化学传感器和微控制器技术，具有信号稳定，精度高，重复性好等优点，防爆接线方式适用于各种危险场所，并兼容各种控制器，PLC,DCS等控制系统，可以同时实现现场报警和远程监控，报警功能，4-20mA标准信号输出，继电器开关量输出。

甲烷CH4气体浓度检测参数●工作电压DC5V±1%/DC24±1%波特率9600●测量气体甲烷CH4气体●检测原理红外原理●采样精度±2%F.S●响应时间<30S●重复性±1%F.S●工作湿度10-95%RH，(无冷凝)●工作温度-30～50℃●长期漂移≤±1%（F.S/年）●存储温度-40～70℃●预热时间30S●工作电流≤50mA●工作气压86kpa-106kpa●安装方式7脚拔插式●质保期1年●输出接口7pIN●外壳材质铝合金●使用寿命2年●外型尺寸●(引脚除外)33.5X31 21.5X31●测量范围详见选型表●输出信号TTL(标配)0.4-2.0VDC(常规)/4-20mA ●数字信号格式数据位:8;停止位:1;校验位:无;甲烷CH4气体检测仪传感器检测传感器产品特性：①进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，适用寿命8年。

②采用先进微处理技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好。

③检测现场具有具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险场所作业的安全保障。

4现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度，类型，单位，工作状态等。

5独立气室，更换传感器无须现场标定，传感器关键参数自动识别。

6全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性。

甲烷CH4气体检测仪传感器检测传感器技术参数：检测气体：空气中的甲烷CH4气体检测范围：0~50ppm,0~500ppm,0~1000ppm可选。

甲烷传感器(MQ-4)

图 7：长期稳定性曲线图中所有测试都是在标准试验条件下完成的，横坐标为观察时间,纵坐标为 VRL 值。
注意事项 1 必须避免的情况 1.1 暴露于可挥发性硅化合物蒸气中
传感器要避免暴露于硅粘接剂、发胶、硅橡胶、腻子或其它存在可挥发性硅化合物的场所。如果传感器的表面吸附了硅化合物蒸气，传感器的敏感材料会被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹，抑制传感器的敏感性，并且不可恢复。 1.2 高腐蚀性的环境
电以使其达到稳定。贮存时间及对应的老化时间建议如表 2 所示。
表2
贮存时间
建议老化时间不低于 72 小时
6 个月以上
不低于 168 小时
2.4 长期暴露在极端环境中无论传感器是否通电，长时间暴露在极端条件下，如高湿、高温或高污染等极端条件，传感器
性能将受到严重影响。 2.5 振动
传感器特性描述
图3：传感器典型的灵敏度特性曲线图中纵坐标为传感器的电阻比（Rs/R0），横坐标为气体浓度。Rs表示传感器在不同浓度气体中的电阻值，R0表示传感器在洁净空气中的电阻值。图中所有测试都是在标准试验条件下完成的。
图4 ：传感器典型的温度、湿度特性曲线图中纵坐标是传感器的电阻比（Rs/ RS0）。Rs表示在含 5000ppm甲烷、不同温/湿度下传感器的电阻值。RS0表示在5000ppm甲烷、20℃/55%RH环境条件下传感器的电阻值。
助焊剂：含氯最少的松香助焊剂恒温烙铁温度： 250℃ 时间：不大于 3 秒 2.7.2 使用波峰焊时应满足以下条件：助焊剂：含氯最少的松香助焊剂速度：（1-2）米/分钟预热温度：（100±20）℃ 焊接温度：（250±10）℃ 1 次通过波峰焊机
违反以上使用条件将使传感器特性下降。

智能红外甲烷气体传感器（MH-741A）说明书

Intelligent Infrared Methane Gas Sensor(Model: MH-741A)ManualVersion: 3.3Valid from: May 1st, 2014Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd.StatementThis manual copyright belongs to Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LTD. Without the written permission, any part of this manual shall not be copied, translated, stored in database or retrieval system, also can’t spread through electronic, copying, record ways.Thanks for purchasing our product. In order to keep customers using it better and reduce the faults caused by misuse, please read the manual carefully and operate it correctly in accordance with the instructions. If users disobey the terms or remove, disassemble, change the components inside of the sensor, we shall not be responsible for the loss.The specific such as color, appearance, sizes etc., please in kind prevail.We are devoting ourselves to products development and technical innovation, so we reserve the right to improve the products without notice. Please confirm it is the valid version before using this manual. At the same time, users’ comments on optimized using way are welcome.Please keep the manual properly, in order to get help if you have questions during the usage in the future.Zhengzhou Winsen Electronics Technology CO., LTD.MH-741A Infrared CH4 Gas Sensor1. Product DescriptionMH-741A is a universal type intelligent sensor todetect CH4 gas,taking advantage of non-dispersiveinfrared (NDIR) principle. With high selectivity, nooxygen dependence, high performance and longlifespan features, MH-741A also has built-intemperature compensation feature. MH-741A is acompact and high-performance sensor based oninfrared absorption of gas detection technology,micro-machining and sophisticated circuit design.2. FeaturesHigh sensitivity, high resolution, low power consumptionOutput method: UART, analog voltage signal, etc.Quick responseTemperature compensation, excellent linear outputExcellent stability, Long lifespanAnti-poisons, anti-vapor interferenceDetect combustible gas concentration matching with flame-proof marked detector in area 1&2 explosive environments which mix of ⅡA, ⅡB, ⅡC and T1-T6 flammable gases, vapors and air 3. ApplicationWidely used for industrial field instrumentation, industrial-process control and safety protection 4. Specification Table 1 Technical IndexProduct Model MH-741AGas Detected Flammable GasWorking Voltage 4.5 V ~ 5.5V DCAverage Current < 100mAInterface Level 3.3VMeasurement Range 0~100%VOL optional (view table 2)Output Signal IIC0.4-2V DCWarm-up Time 3minResponse Time T90 < 30sWorking Temperature -40℃ ~ 70℃Working Humidity 0 to 95%RH, non-condensing Dimension Φ44×61mmWeight 350gLifespan >5 yearsEx-marking Ex d ⅡC T6 GbProtected Class IP65Table 2 Measurement Range and AccuracyDetected Gas MeasurementRangeAccuracy RemarkMethane(CH4) 0~5%VOL 0.01%VOL Temperature compensation Methane(CH4) 0~10%VOL 0.01%VOL Temperature compensation Methane(CH4) 0~100%VOL 0.1%VOL Temperature compensation 5. Structural DrawingFigure 1 Structural Drawing of SensorFigure 2 Pin DefinitionPin DescriptionPad1V in (input voltage 4.5V～5.5V)Pad4GNDPad5V out (0.4～2V)Pad2IIC(SCL) clockPad3IIC(SDA) dataPad6, Pad7, Pad8Pad10, Pad11, Pad12Reserved, do not connectTable 3 Definition of Pin6. Application CircuitFigure 3 Application Circuit7. Explanation7.1 Analogue Voltage OutputInput 5V voltage to Win Pin, GND Pin connect power ground and Vout Pin connect input side of ADC, then warm-up the sensor, the Vout side will output a voltage value which stands for the gas concentration, while output voltage range 0.4V~2V stands for gas concentration 0~FS. If it found introuble in self-inspection process, the output voltage of sensor is 0V.Figure 4 Analogue Voltage Output7.2 Digital OutputInput 5V voltage to Win Pin, GND Pin connect power ground, CLK side of user’s communication interface connect CLK side of detector while SDA side connect SDA side of detector, then the detector will read the value of gas concentration directly through the IIC of the sensor (The pull-up resistor of user’s SCL and SDA signal lines must be no more than 10k to ensure the normal work of the communication interface), no need to calculate. 7.2.1 Communication ProtocolInfrared sensorInfrared sensorInfrared sensorDisplayUserMicro controllerRelayIsolationMH-741A is communicated through IIC bus. The module works basing IIC slave mode and can connects to external MCU, module address: 0x55, write operation address: 0xAA, read operation address: 0xAB. Every frame number data contains 10 bytes. Different host orders lead to different data and the last byte of data is the proof test value. The SCL clock frequency is recommend less than 10K.1) Device AddressAddress format: Highest seven digits are the module add of the sensor(0x55), the least significant digit is SDIR, 0 stand for Reading, 1 stand for Writing.Table 4: Address FormatIIC communicationWrite address: 0xAA, Read address: 0xAB2) Bus DescriptionIIC interface protocol is a special bus signal protocol, is composed of 3 parts - Start(S), Stop(P) and binary data, as shown below. At start,SCL is high,SDA is at falling edge.Aftter that,send the slave add.After the seven add digits is the control read&write digits,choose the read&write operation as above picWhen the slave device recognizes the corresponding add information,it sends a responsive signal to main device and SDA is pulled down at the ninth clock cycle.At stop,SCL keeps high level,SDA is at rising edge.Figure 5 IIC Sequence Chart3) CommandEvery frame number data of IIC communication command contains 10 bytes. Different host orders lead to different data and the last byte of data is the proof test value. Table 5 Command List0x96 Gas Concentration 0xA0 Calibrate zero point （ZERO ） 0xAACalibrate span point （SPAN ）A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 W/R1 0 1 0 1 0 1 0/1Gas Concentration Reading1 0x96 Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Command -- -- -- -- -- -- -- --CheckCode 0x96 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x6AEXP. 96 00 00 00 00 00 00 00 00 6AReturn0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ModuleStatusHighDensityLowDensityHighRangeLowRangeCheckCodeEXP. ReturnGas concentration= high density *256 + low density Calibrate Zero1 0xA0 Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Command-- -- -- -- -- -- -- --CheckCode 0xa0 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x60EXP. A0 00 00 00 00 00 00 00 00 60Return 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- -- -- -- -- -- -- -- ---- -- -- -- -- -- -- -- --EXP. No value returnCalibrate Span1 0xAA Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CommandSPAN Value -- -- -- -- -- --CheckCode 0xaaHighByteLowByte0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0xbbEXP. AA 13 88 00 00 00 00 00 00 BB （Eg. calibrate 5000ppm, HEX：0x1388）Return 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- -- -- -- -- -- -- -- ---- -- -- -- -- -- -- -- --EXP. No value return7.2.2 Calibrate and CalculateThe checksum = (invert (byte0 +... + 8)) + 1For example, Gas Concentration ReadingCommand SentByte0 Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 Byte5 Byte6 Byte7 Byte8 Byte9 Command - - - - - - - - CheckValue 0x96 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x6AA. Add all the bytes together except byte 00x96 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 = 0x96B. Get the value from step A, then invert it.0xff – 0x96 = 0x69C. Plus one based on the value of step B0x69 + 0x01 = 0x6A7.2.3 Example ProgramC Language Calibrate & Calculate and Routinechar getCheckSum(char *packet){char i, checksum;for( i = 1; i < 9; i++){checksum += packet[i];}checksum = 0xff – checksum;checksum += 1;return checksum;}8. Notes For Maintenance8.1 The sensor should be calibrated regularly. Recommended cycle time is once per 6 months.8.2 Do not use the sensor in the high dusty environment for long time.8.3 Please use the sensor with correct power supply.Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LtdAdd.: NO.299 Jinsuo Road, National Hi-Tech Zone,Zhengzhou, 450001 ChinaTel.: 0086-371-67169097Fax: 0086-371-60932988E-mail:*******************Website:。

康拓红外甲烷监测传感技术简介

康拓红外甲烷传感技术简介------北京康拓科技开发总公司智能仪表事业部一、红外甲烷传感器的工作原理1、测量原理红外甲烷传感器是利用甲烷对3.33μm波长的红外光有一极强的吸收峰（见图1），而杂质气体中影响较大的水蒸气和二氧化碳在此处并无明显吸收。

我们选择这个光谱特性，实现甲烷气体检测。

测量气体分子的光吸收谱是气体种类识别和气体分子浓度测定的有效手段。

煤矿红外甲烷传感器所采用的光谱气体传感技术正是基于甲烷分子振动／转动吸收特征谱或泛频／复合吸收谱线与发光光源发射谱间的光谱一致性。

当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。

1 / 10光强为k、波长为λ的光束入射到气室中，气室中的样品在λ处具有吸收线或吸收带，气室出射光的光强则为k-Δ。

由介质的吸收性质知道，当光通过待测气体时，一部分光被气体吸收，一部分光被气体散射，其规律可用比尔定律描述:I ＝ I o e﹣α CL式中I0为通过待测气体前的光强，I为光信号通过待测气体后的光强，C为待测气体的浓度，L是光通过待测气体的长度，α是待测气体的吸收系数.为了便于测量，将上式改写成: C ＝ (1/αL)ln(Io/I)由上式可以看到，只要知道光通过待测气体的程长L以及待测气体分子的吸收系数α，就可通过测量I与Io的比值求得待测气体的浓度。

2 / 10为使开放的测量气室内气体干净，不致因尘埃的存在，污染光路和光学系统，进入测量气室的被测气体必须经过多级过滤。

2、传感器工作原理图2可见光-红外光源发出的光在气室内经反射后，分别经过两个滤光片进入红外传感器，其中一个是参考通路，对于甲烷没有吸收；另一个是测量通路，对甲烷有极强的吸收峰，两通道输出信号的比值与甲烷的浓度有关。

通过对两个通道光电器件输出信号进行比较计算，既可以得出被测甲烷浓度值。

（光路示意见图2）采用这种方法这样还消除了其他因素（如光源强度不均匀）对甲烷测量浓度的影响。

红外甲烷传感器检测中的算法研究

红外甲烷传感器检测中的算法研究梁永直;李卯东;夏路易;王正【摘要】针对在红外甲烷气体检测中处理数据精度不高的问题,通过对最小二乘法曲线拟合进行分析,阐述了在红外甲烷检测中使用最小二乘法拟合所存在的问题,提出了一种改进的分段最小二乘法.并根据试验中测试的数据对两种拟合方法进行了分析及对比研究.试验证明:分段最小二乘法可有效提高气体检测的测量精度.%In order to the low accuracy issue for the data processing in the detecting gas with infrared methane sensor,a segmented least-square fitting (SLSF) method of some kind with improvement technology was proposed. Through the analysis on the curve-fitting by means of least-square method,the existing problems of using the least-square fitting (LSF) method have been discussed. And these two kind of curve-fitting methods have been analyzed and studied in accordance with the testing data obtained in the experiment. The results show that the SLSF method can effectively increase the measuring accuracy for the methane gas to be detected.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】3页(P149-150,165)【关键词】红外甲烷检测;最小二乘法;分段最小二乘曲线拟合;红外传感器【作者】梁永直;李卯东;夏路易;王正【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;太原理工大学信息工程学院,山西太原030024;太原理工大学信息工程学院,山西太原030024;山西平阳重工机械有限责任公司生产安技部,山西侯马 043001【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言在煤矿安全生产中，瓦斯爆炸事故是我国煤矿生产最严重的事故之一，它是关系到国计民生的大问题。