煤矿监控常用 传感器
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传感器电源信号电缆接线定义如下：
红色线──电源正极(电缆插头1脚)
蓝色线──电源负极(电缆插头2脚)
白色线──频率(电流)信号输出[485A] (电缆插头3脚)
绿色线──断电信号输出[485B] (电缆插头4脚)
2、传感器的基本操作使用
时间显示功能：按S2键，传感器显示当前时间，松开后自动回到甲烷浓度显示状态；连续按动S2键，仪器将轮换显示时分和月日（时间格式为24小时制），松开按键自动回到甲烷监测状态。
温度显示功能：按S1键，传感器显示仪器使用环境的温度值。
电压监测功能：同时按上升键和下降键，传感器显示当前供电电压值，松开按键自动回到甲烷监测状态。
历史数据查询：传感器中存储的当前时刻以前的5分钟内的最大甲烷监测数据统称历史数据。查询历史数据的方法：在甲烷监测状态下，同时按动S1键和S2键，传感器显示CS，即可进入历史数据查询状态，传感器将连续不停的滚动显示上一帧历史数据和该数据出现的时间段；需退出历史数据查询状态时，再按动功能键即可。
3-热导调零
4-调热导灵敏度
5-调报警点
6-调断电点
7-调复电点
8-自检
后三位：测量数值显示;(％CH4)
信号输出：低浓度段200Hz～1000Hz线性对应0%CH4～4.00%CH4
高浓度段1200Hz～2000Hz线性对应4.00%CH4～40.0%CH4
信号有效带负载能力：0Ω～500Ω
报警方式：二级间歇式声光报警
第五章甲烷传感器介绍
第一节GJ40A型甲烷传感器
一、产品用途
GJ40A型甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所，监测环境甲烷浓度，并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。
(4)热导精度调节
零点调节完后，将通气罩旋在传感器气室下面，通入浓度为20.0%CH4左右的标准甲烷气，流量控制在250ml/min左右。此时，仪器的数字显示应与标气的浓度值相同。若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，按功能键，使小数码管显示为“4”，若需增加，按遥控器上升键；减少按遥控器下降键，使显示值与甲烷浓度值相对应。
(3)热导零点调节
按操作步骤使仪器进入工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察LED数字显示是否为零，若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，按遥控器上的功能键，使小数码管显示为“3”，然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键，使仪器完成校零工作。（在地面时应调节电位器RP2使200mV点的电压为200mV）。
(2)热催化精度调节
在电气零点调节完后，将通气罩罩在传感器通气嘴上，通入标准甲烷气，其浓度在2.00%CH4左右，气体流量控制在250ml/min左右，稳定一段时间后，仪器的数字显示应和标准甲烷气浓度值相同。若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的功能键，使最前面一位数码管显示为“2”，若需增加，按上升键，相反则按下降键，使显示值与甲烷浓度值相对应。
1.00%CH4～2.00%CH4≤±0.20%CH4
2.00%CH4～4.00%CH4≤±0.30%CH4
4.00%CH4～10.0%CH4≤±1.00%CH4
10.00%CH4～40.00%CH4≤±10.0%(相对误差)
显示方式：四位红色数码管显示
第一位：功能显示;
1-热催化调零
2-调热催化灵敏度
图1.传感器电路原理框图
传感器电路采用单片机设计，能就地检测显示甲烷浓度值，同时输出频率信号(电流信号、485通讯)，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源，整机功耗低，有利于延长分站和传感器之间的传输距离。
传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。
声强≥85dB
光强：能见度>20m
采样方式：扩散式
元件检测反应速度：≤30S
热催化元件寿命：一年以上
整机工作电压：8V.DC～24V.DC
整机工作电流：≤100mA（18V.DC）
防爆等级：ExibdⅠ矿用本质安全兼隔爆型
三、工作原理
该传感器以多功能超低功耗单片机MSP430为中央处理单元,由放大电路、数字显示、声光报警、信号输出等单元电路组成，框图如下：
二、技术特征
1、适用条件
环境温度：0℃～40℃
相对湿度：≤98%
大气压力：80kPa～110kPa(相对海拔高度-1000m～1500m)
风速：0m/s～8m/s
矿井环境中H2S气体小于6×10-6
2、主要技术指标：
测量范围来自百度文库0.00%CH4～40.0%CH4
基本测量误差: 0.00%CH4～1.00%CH4≤±0.10%CH4
(5)报警点调节
按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“5”，然后分别按动上升键或下降键，可调节报警点，其变化范围为0.49～2.50%CH4。
3、仪器的调节（调节灵敏度必须在有标准甲烷气体的情况下方可进行）
(1)热催化零点调节
使仪器进入工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察LED数字显示是否为零，若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗,请轻轻按动遥控器上的功能键，使最前面一位数码管显示为“1”，然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键，使仪器完成校零工作,也可以按上键或下键调节。(在地面时应先调节电位器RP1使200mV点电压为200mV)。若最后面一位数码管小数点亮,说明仪器显示为负值。
四、结构和安装
传感器主机的机壳采用不锈钢材料制造，整机防尘防水性能好。敏感元件采用微型限制扩散式气室，报警灯采用高亮度红色发光管。仪器正面为四位红色数码管显示测量值。整个设计新颖、体积小、调节方便。
图2. 传感器示意图
五、操作使用
1、传感器接线
传感器的接线使用产品配套的电缆，延长距离时须使用本安接线盒再配接适宜的矿用信号电缆。连接插头时先将插头缺口对插座上的凸棱，插紧后上好锁紧环即可。信号接通后，数码显示的左下角指示灯亮。
红色线──电源正极(电缆插头1脚)
蓝色线──电源负极(电缆插头2脚)
白色线──频率(电流)信号输出[485A] (电缆插头3脚)
绿色线──断电信号输出[485B] (电缆插头4脚)
2、传感器的基本操作使用
时间显示功能：按S2键，传感器显示当前时间，松开后自动回到甲烷浓度显示状态；连续按动S2键，仪器将轮换显示时分和月日（时间格式为24小时制），松开按键自动回到甲烷监测状态。
温度显示功能：按S1键，传感器显示仪器使用环境的温度值。
电压监测功能：同时按上升键和下降键，传感器显示当前供电电压值，松开按键自动回到甲烷监测状态。
历史数据查询：传感器中存储的当前时刻以前的5分钟内的最大甲烷监测数据统称历史数据。查询历史数据的方法：在甲烷监测状态下，同时按动S1键和S2键，传感器显示CS，即可进入历史数据查询状态，传感器将连续不停的滚动显示上一帧历史数据和该数据出现的时间段；需退出历史数据查询状态时，再按动功能键即可。
3-热导调零
4-调热导灵敏度
5-调报警点
6-调断电点
7-调复电点
8-自检
后三位：测量数值显示;(％CH4)
信号输出：低浓度段200Hz～1000Hz线性对应0%CH4～4.00%CH4
高浓度段1200Hz～2000Hz线性对应4.00%CH4～40.0%CH4
信号有效带负载能力：0Ω～500Ω
报警方式：二级间歇式声光报警
第五章甲烷传感器介绍
第一节GJ40A型甲烷传感器
一、产品用途
GJ40A型甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所，监测环境甲烷浓度，并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。
(4)热导精度调节
零点调节完后，将通气罩旋在传感器气室下面，通入浓度为20.0%CH4左右的标准甲烷气，流量控制在250ml/min左右。此时，仪器的数字显示应与标气的浓度值相同。若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，按功能键，使小数码管显示为“4”，若需增加，按遥控器上升键；减少按遥控器下降键，使显示值与甲烷浓度值相对应。
(3)热导零点调节
按操作步骤使仪器进入工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察LED数字显示是否为零，若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，按遥控器上的功能键，使小数码管显示为“3”，然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键，使仪器完成校零工作。（在地面时应调节电位器RP2使200mV点的电压为200mV）。
(2)热催化精度调节
在电气零点调节完后，将通气罩罩在传感器通气嘴上，通入标准甲烷气，其浓度在2.00%CH4左右，气体流量控制在250ml/min左右，稳定一段时间后，仪器的数字显示应和标准甲烷气浓度值相同。若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的功能键，使最前面一位数码管显示为“2”，若需增加，按上升键，相反则按下降键，使显示值与甲烷浓度值相对应。
1.00%CH4～2.00%CH4≤±0.20%CH4
2.00%CH4～4.00%CH4≤±0.30%CH4
4.00%CH4～10.0%CH4≤±1.00%CH4
10.00%CH4～40.00%CH4≤±10.0%(相对误差)
显示方式：四位红色数码管显示
第一位：功能显示;
1-热催化调零
2-调热催化灵敏度
图1.传感器电路原理框图
传感器电路采用单片机设计，能就地检测显示甲烷浓度值，同时输出频率信号(电流信号、485通讯)，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源，整机功耗低，有利于延长分站和传感器之间的传输距离。
传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。
声强≥85dB
光强：能见度>20m
采样方式：扩散式
元件检测反应速度：≤30S
热催化元件寿命：一年以上
整机工作电压：8V.DC～24V.DC
整机工作电流：≤100mA（18V.DC）
防爆等级：ExibdⅠ矿用本质安全兼隔爆型
三、工作原理
该传感器以多功能超低功耗单片机MSP430为中央处理单元,由放大电路、数字显示、声光报警、信号输出等单元电路组成，框图如下：
二、技术特征
1、适用条件
环境温度：0℃～40℃
相对湿度：≤98%
大气压力：80kPa～110kPa(相对海拔高度-1000m～1500m)
风速：0m/s～8m/s
矿井环境中H2S气体小于6×10-6
2、主要技术指标：
测量范围来自百度文库0.00%CH4～40.0%CH4
基本测量误差: 0.00%CH4～1.00%CH4≤±0.10%CH4
(5)报警点调节
按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“5”，然后分别按动上升键或下降键，可调节报警点，其变化范围为0.49～2.50%CH4。
3、仪器的调节（调节灵敏度必须在有标准甲烷气体的情况下方可进行）
(1)热催化零点调节
使仪器进入工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察LED数字显示是否为零，若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗,请轻轻按动遥控器上的功能键，使最前面一位数码管显示为“1”，然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键，使仪器完成校零工作,也可以按上键或下键调节。(在地面时应先调节电位器RP1使200mV点电压为200mV)。若最后面一位数码管小数点亮,说明仪器显示为负值。
四、结构和安装
传感器主机的机壳采用不锈钢材料制造，整机防尘防水性能好。敏感元件采用微型限制扩散式气室，报警灯采用高亮度红色发光管。仪器正面为四位红色数码管显示测量值。整个设计新颖、体积小、调节方便。
图2. 传感器示意图
五、操作使用
1、传感器接线
传感器的接线使用产品配套的电缆，延长距离时须使用本安接线盒再配接适宜的矿用信号电缆。连接插头时先将插头缺口对插座上的凸棱，插紧后上好锁紧环即可。信号接通后，数码显示的左下角指示灯亮。