北京鸿泰顺达科技有限公司
鸿泰顺达
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矿用甲烷传感器    型号:GJ4/100(高、低)原型号KG94A2



测量范围:0~4.00%CH4 

基本误差:0~1.00%CH4,±0.10%CH4
1~2.00%CH4,±0.20%CH4 
2~4.00%CH4,±0.30%CH4 

输出信号制:频  率:200~1000HZ  5~15HZ  5~155HZ   

电   流:1~5mA   

电   源:12~24V.DC  

显示方式:四位数码管显示 

其他功能:声光报警;断电指令输出;红外遥控调效 


在使用本仪器前,请详细阅读本说明书
1    概述
    KG94A2型甲烷传感器是采用热催化原理(俗称黑白元件)探头制成的固定式智能甲烷测量仪表。该仪器适用于煤矿井下各作业场所中测量空气中的甲烷浓度。仪器具有红外线遥控调校功能;具有超限声、光报警功能;具有超限断电指令输出功能;另外,由于仪器没有调节孔和需要调节的零件,使得密封性能更好,工作更可靠。仪器具有多种信号输出制式,可与国内各种监测系统配套使用。
2    基本参数
2.1    工作环境条件:
温度:0~40℃
相对湿度:≤98%
大气压力:86~116kPa
风速:0~8m/s
2.2    测量范围: 0~4.00%CH4
基本误差: 0~1.00%CH4时,±0.10%CH4
           >1.00~2.00%CH4时,±0.20% CH4
           >2.00~4.00% CH4时,±0.30% CH4
2.3    分辨率: 0.01%CH4
2.4    显示方式:三位LED
2.5    响应时间:30s
2.6    报警点:可调,仪器出厂时设定在1.00%CH4
2.7    断电点:可调,仪器出厂时设定在1.50%CH4
2.8    复电点:可调,仪器出厂时设定在1.00%CH4
2.9    报警方式:声、光,其中:
音量:≥85dB
光可见度:≥20m
2.10    工作方式:扩散式
2.11    防爆型式:ibdI(150℃)
2.12    输出信号制式:频率:200~1000Hz;5~15Hz;5~155Hz; 
                           0~150Hz ;5~205Hz;0~200Hz; 
                           (电流脉冲输出或光电隔离输出)
                          电流输出:1~5mA(负载电阻<500Ω);
                                    4~20mA(负载电阻<150Ω);
                          断电信号输出:电流脉冲或光电隔离输出。
2.13    输入电源:a.12~24V.DC/150 mA;b.350 mA恒流源
2.14    关联设备:矿井环境监测系统的隔爆兼本安型电源。
2.15    配接设备:经防爆检验合格的矿井环境监测系统。接口负载电路为纯电阻本安型电路。
2.16    传输电缆:采用四芯电缆传输,其中:
      电缆参考型号:YZ3×1.5+1×1.0 
      电缆最大长度:1000m 
      电缆分布参数:26Ω/km;0.1uF/km;1mH 
外形尺寸:300mm×120mm×60mm
2.17    质量:<2kg
3    工作原理
3.1 整机工作原理
    仪器由电源电路、甲烷气体敏感元件及电桥电路、放大电路、A/D转换电
电源电路将由关联设备送来的电源稳压为5V电压,供给整机电路使用。
甲烷气体敏感元件是采用热催化原理探头(俗称黑白元件),电桥供电电压为2.80V。黑白元件的工作原理是:黑白元件由测量元件(黑元件)和补偿元件(白元件)构成,测量元件的表面有黑色的催化剂。工作时黑白元件有工作电流流过而发热,空气中的甲烷在高温的测量元件的催化剂作用下,发生无焰燃烧。甲烷浓度越高,测量元件的温度越高,而补偿元件的温度不变。低浓测量电桥输出与甲烷浓度成比例的信号电压。
电桥信号电压经过放大和A/D转换后,变成数字信号,进入单片机进行处理。经智能信号处理后,由显示电路显示甲烷浓度值,并经信号输出电路输出电流或频率信号。
报警/断电电路由蜂鸣器、发光二极管和驱动电路构成。当甲烷浓度超过设定的报警点时,仪器会发出声光报警信号。当甲烷浓度超过设定的断电点时,仪器会有断电指令信号输出;甲烷浓度超过断电点以后,只有当甲烷浓度降低到设定的复电点以下时,仪器才会解除断电指令输出。
     3.2   仪器的功能介绍
仪器刚通电开机后,显示单片机软件的版本信息,仪器内部进行自检。自检结果正常后,进入工作状态。探头刚通电的10S内,显示为0.00并闪烁,10S以后显示甲烷浓度且不闪烁。当仪器自检结果不正常时,不进入工作状态,仪器的显示不变。此时表明仪器有故障,应该维修。
仪器进入正常工作状态后,可通过遥控器对仪器进行校正或设定报警点、断电点、复电点。对仪器进行校正应该在仪器通电预热15分钟后进行。
当甲烷浓度达到4.00%以上时,为了保护黑白元件,电桥间断工作,显示器闪烁,显示的值只能作为参考。保护状态下电桥每3分钟工作15秒。当甲烷浓度低于4.00%时,电桥恢复正常工作。
当黑白元件的一臂发生开路或短路故障时,仪器显示“- - - -”。
4    使用方法
4.1    安装
仪器应安装在井下无淋水的地点。
   甲烷传感器引线排列如下:
       红棕色线------电源正
       黑色线  ------电源负
       黄色线  ------甲烷浓度信号输出
       蓝色线  ------断电信号输出
       绿色线  ------光电耦合器输出时,接光电耦合器发射极;其它输出时,空置。
                          
4.2    调校
通过遥控器,用户可对仪器的如下五个参数进行调整或设定:
 
a.    甲烷零点;
b.    甲烷满度;
c.    报警点;
d.    断电点;
e.    复电点。
仪器正常使用时,按标准应每周校正一次。校正时一般用纯净的标准空气进行调零,用1.00~3.00%的甲烷标准气调满度;在地面校正时,可在新鲜空气的环境中进行调零。
仪器开机预热以后,再进行校正。仪器的预热时间最低为5分钟,才对仪器进行调零及调满度的操作。校正的顺序是先调零,后调满度。
4.2.1    调零
仪器开机预热15分钟后,使遥控器正对仪器的显示窗口,按一下“开关”键,仪器进入调零状态,此时仪器的千位数显示“0”并闪烁。
将仪器置于新鲜空气中,或对仪器探头通入纯净的标准空气,流量为200mL/min,待读数稳定后,按一下遥控器的“向下”键,仪器即自动归零。
   仪器调零以后,如果要取消刚才的调零操作,按一下遥控器的“向下”键即可。但是,如果调零以后又按了遥控器的“开关”或“转换”键,就无法取消刚才的调零操作。
4.2.2    调满度
仪器调零以后,按一下遥控器的“转换”键,仪器进入调满度状态,此时仪器的千位数显示“1”并闪烁。
对仪器探头通入1.00~3.00%的甲烷标准气,流量为200mL/min,待读数稳定后,通过按遥控器的“向上”、“向下”键,使仪器的显示值与所用标准气体浓度一致即可。
仪器的满度调节范围:显示值在0.30~0.50%且黑白元件的灵敏度大于5 mV/1%CH4时,调小无效,调大有效;显示值大于0.50%且黑白元件的灵敏度在5~30 mV/1%CH4时,调小、调大都有效。在上述范围之外时,调大、调小都无效。调满度无效时,仪器有声光提示信号。
4.2.3    报警点设定
    调满度以后,按一下遥控器的“转换”键,仪器进入报警点设定状态,此
时仪器的千位数显示“b”并闪烁。通过按遥控器的“向上”、“向下”键,即可设定报警点。
4.2.4    断电点设定
    报警点设定以后,按一下遥控器的“转换”键,仪器进入断电点设定状态,此时仪器的千位数显示“d”并闪烁。通过按遥控器的“向上”、“向下”键,即可设定断电点。
4.2.5    复电点设定
断电点设定以后,按一下遥控器的“转换”键,仪器进入复电点设定状态,此时仪器的千位数显示“F”并闪烁。通过按遥控器的“向上”、“向下”键,即可设定复电点。
复电点设定以后,按一下遥控器的“转换”键或“开关”键,使仪器退出遥控状态。
4.3    遥控器的使用方法
遥控器有四个键,分别是“开关”、“转换”、“向上”、“向下”。使用时,遥控器正对仪器的显示窗口,按一下“开关”键,仪器进入遥控状态,此时仪
器的千位数显示“0”并闪烁。通过遥控器的“转换”键,可以将仪器按上述4.2条a~e的顺序依次切换参数,并可从千位数显示的符号加以区别各参数。在各参数状态下,通过遥控器的“向上”和“向下”键,可以调节该参数大小。详细的调节方法在本说明书4.2.1~4.2.5条中叙述。调节完后,再按一下“开关”键,仪器退出遥控状态,恢复正常的测量状态。当仪器在遥控状态的最后一个参数(复电点设定)时,按一下“转换”键和按一下“开关”键效果一样,都能使仪器退出遥控状态。
4.4    仪器的输出信号
4.4.1    频率输出
     输出信号为频率时,除了有不同的频率范围以外,仪器的输出电路还有如下几种型式,以供用户订货时选择:
     a .光电耦合器隔离型式—开路的集电极/发射极输出,允许电流10mA。
     b .NPN三极管输出型式—三极管的集电极上拉输出,上拉电阻300欧/5V;输出电流:流入 50mA。
     c .PNP三极管输出型式—三极管的集电极开路输出,输出电流:流出 10mA/5Vp-p。
4.4.2    电流输出
     a .输出电流1~5mA时,允许最大负载电阻500欧。
     b .输出电流4~20mA时,允许最大负载电阻125欧。
4.4.3    断电指令输出
      断电指令输出电路型式有如下三种,以供用户订货时选择:
     a .光电耦合器隔离型式—开路的集电极/发射极输出,允许电流10mA。
     b .NPN三极管输出型式—三极管的集电极上拉输出,上拉电阻500欧/5V;输出电流:流入 50mA。
     c .PNP三极管输出型式—三极管的集电极开路输出,输出电流:流出 10mA/5Vp-p。
5        维护维修
5.    1  新仪器的启用
用户收到新仪器后,应在地面与监测系统的关联设备和配接设备连接,通过试验后再下井安装投入使用,以确认仪器的各项性能完好。
5.2    长期不用的仪器的收藏
仪器长期不用时,应放置在空气新鲜、干燥、无腐蚀气体、无辐射、无强烈震动的环境中。当仪器再次启用时,应进行校正,并检查仪器的稳定性,以确保仪器的正常使用。
5.3    更换黑白元件
当仪器的黑白元件灵敏度降低到5 mV/1%CH4时,或黑白元件的稳定性不好时,或黑白元件的中点电压偏离太大时,应更换黑白元件。更换黑白元件时,应注意元件的极性,不能焊反。更换黑白元件的同时,应对补偿电阻一起更换。补偿电阻值一般写在黑白元件上,实际电阻值与要求的补偿电阻值之间的误差不得超过5欧。补偿电阻的焊接位置在电路板的右下方标有R*的焊盘上。电路板上留有两个电阻串联的位置,当只有一个补偿电阻而不需要串联时,应跨过中间两个焊盘,直接将补偿电阻焊在两端的焊盘上。更换过黑白元件的仪器,应进行校正,方可下井使用。
5.4    用户不能随意更改仪器的电路结构及元件参数,以免影响仪器的防爆性 
能。仪器的外壳、黑白元件等重要配件,应从仪器的生产厂家购买,严禁代用,以确保仪器的防爆性能。
5.5    仪器的维修应由经过培训的技术人员进行。用户无法排除仪器的故障时,应寄回生产厂家或通知生产厂家负责维修。
6    仪器的成套性-----仪器出厂时,包括下列内容:
a.    KG94A2型甲烷传感器一台;
b.    使用说明书一本;
c.    产品合格证一张;
d.    遥控器一只。
7    订货须知
7.1      仪器的输出信号范围及输出电路型式,应在订货合同中注明。
7.2      仪器是否需要断电信号输出及输出电路型式,应在订货合同中注明。
7.3      仪器的输入电源型式,应在订货合同中注明。
7.4      仪器的关联设备型号、配接设备型号以及监测系统型号,应在订货合同中注明。