GJC4矿用甲烷传感器说明书

1、GJC4矿用甲烷传感器 使用说明 特别提示: 安装使用产品前，请仔细阅读产品使用说明书! 版 本：第2版 日 期：2008年3月 执行标准：Q/JLD 01-2008 GJC4矿用甲烷传感器 北京中煤安泰机电设备有限公司 GJC4矿用甲烷传感器使用说明书 1概述 GJC4矿用甲烷传感器（以下简称“传感器”）是采用热催化原理（俗称黑白元件）探头制成的固定 式智能甲烷测量仪器。该传感器适用于煤矿井下各作业场所中测量空气中的甲烷浓度。传感器具有红外 线遥控调校功能，具有超限声、光报警功能，抗高浓度甲烷冲击保护功能， 以及超限断电指令输出功能; 另外，由于传感器没有调节孔和需要调节的零件，使得密封性能

2、更好， 工作更可靠。传感器具有多种信 号输出制式，可与国内各种监测系统配套使用。 下列术语和定义适用于本标准 型号 测量范围：04% CH4 热催化 G J C 4 甲烷代号 产品类别“传感器”代号 8 2基本参数 2.1 工作环境条件: a） b） c） d） e） 2.2 2.3 2.4 2.5 工作电压 12-21VDC o 本安参数：Ui 21V Ii 70mA Ci : 0.5nF Li : 0mH o 贮存温度（4060）C o 测量范围：04.00%CH4 ；输出信号制式（频率）：2001000Hz、 515Hz、5155Hz ;断电输出: 温 度：040C 相对湿度：W 98%

3、 （ 25C时） 大气压力：80k Pa116k Pa 风 速：08m/s 煤矿井下具有甲烷气体爆炸性危险的环境中，测量空气中的甲烷浓度。 5VDC/20mA的直流信号，或光电隔离输出。 2.6传感器采用扩散取样方式，取样头上应有防尘和防风速影响的保护罩。 0.01 % CH4,并能表示显示 2.7传感器以百分体积浓度表示测定值，采用数字显示，其分辨率应不低于 值的正或负。 2.8当甲烷浓度超过 4%时，传感器应能保护测量元件免受高浓度甲烷的冲击，并保持传感器的指示值 和输出信号值维持在超限状态。 2.9传感器应具有遥控调校功能。 2.10显示稳定性和基本误差 2.10.1显示稳定性 在0.0

4、04.00CH4范围内，当甲烷浓度保持恒定时，传感器的显示值或输出信号值（换算成甲烷浓 度）的变化量应不超过0.04% CH40 2.10.2传感器的基本误差应符合表1的规定： 表1 基本误差表 测量范围%CH4 基本误差 % CH 4 0 1.00% 0.10 1.00 3.00 真值的士 10% 3.00 4.00 0.30 2.11传感器应能在输入电压 12V21V范围内正常工作。 2.12传感器使用电缆的单芯截面积大于1.5mm2,其分布参数为：电阻w 12.8Q /km,电容w 0.06卩F/km , 2km。 电感w 0.8mH/km。与关联设备的最大传输距离为 20s。 2.13

5、响应时间T90 传感器的响应时间不大于 2.14报警功能 2.14.1报警点：在测量范围内可调，出厂时设定为1.00% CH4,报警点误差： 0.05% CH4。 2.14.2报警方式：a）报警声级强度在距其 1m远处的声响信号的声压级应不小于80 dB （A）; 2.15 b）光信号应能在20m远处清晰可见。 断电输出功能 a）断电点：可调，出厂时设定为1.5 % CH4，断电点误差： 0.05%; b）复电点：可调，出厂时设定为1.0 % CH4，复电点误差：士 0.05%; 2.16 C）断电输出信号：5VDC/20mA的直流信号，或光电隔离输出。 防爆型式：矿用本质安全兼隔爆型 2.1

6、7 防爆标志：ExibdI 2.18 2.19 质量：约2kg 外形尺寸：254mm X 120mm x 60mm 3工作原理 3.1整机工作原理 传感器由电源电路、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 发生 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， 无焰燃烧。甲烷浓度越高，测量元件的

7、温度越高，而补偿元件的温度不变。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，传感器 会发出声光报警信号。 当甲烷浓度超过设定的断电点时，传感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，传感器才会解除断电指令输出。 3.2功能介绍 自检结果正常后，进入 传感器刚通电开机后，显示单片机软件的版本信息，传感器内部进行自检。

8、 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。当传感器自检 结果不正常时，不进入工作状态，传感器的显示不变。此时表明传感器有故障，应该维修。 复电点。对 传感器进入正常工作状态后，可通过遥控器对传感器进行校正或设定报警点、断电点、 传感器进行校正须在传感器通电预热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，显示的数值只能 作为参考。在保护状态下电桥每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，传感器显示“-”。 4使用方法 4.1安装 传感

9、器应根据煤矿安全规程的要求需要，安装固定在井下需要监测甲烷浓度且无淋水的地方。 按照下列接线排列和配接设备连接。 传感器的五芯插头的引脚或喇叭口引线排列如下： 1脚-电源正，红线； 2脚-电源负，黑线； 3脚-输出信号，黄线； 4脚-光耦断电输出（发射极），蓝线； 5脚-光耦断电输出（集电极），绿线。 4.2调校与设定 甲烷零点; 甲烷满度; 报警点； 断电点； 复电点。 a) b) C） 通过遥控器，用户可对传感器的如下五个参数进行调校或设定: d） e） 传感器正常使用时，其校正周期不应超过15天。校正时应使用清洁空气调零，用1.003.00%的甲 烷标准气调满度；在地面校正时，可在新鲜空

10、气的环境中进行调零。 传感器开机预热以后，再进行校正。传感器的预热时间最低为 5分钟，方能对传感器的调零、满度、 报警点以及断电点、复电点进行调校操作。 校正传感器的顺序是先调零，后调满度。 4.2.1调零 传感器开机预热15分钟后，使遥控器正对传感器的显示窗口，按一下“开关”键，传感器进入调 零状态，此时传感器的千位数显示“0”并闪烁。 将传感器置于新鲜空气中，或对传感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，传感器即自动归零。 传感器调零以后，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

11、”或“转换”键，就无法取消刚才的调零操作。 4.2.2调满度 传感器调零以后，按一下遥控器的“转换”键，传感器进入调满度状态，此时传感器的千位数显示 “1 ”并闪烁。 对传感器探头通入 1.003.00%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，使传感器的显示值与所用标准气体浓度一致即可。 传感器的满度调节范围：显示值在0.300.50%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530 mV/1%CH 4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，传

12、感器有声光提示信号。 4.2.3报警点设定 调满度以后，按一下遥控器的“转换”键，传感器进入报警点设定状态，此时传感器的千位数显示 “b”并闪烁。通过按遥控器的“向上”、“向下”键到要求的数值，然后再按“转换”键即可完成报警 点的设定，进入断电点的设定。 4.2.4断电点设定 传感器进入断电点设定状态时, 下”键到需要的数值，再按“转换” 传感器的千位数显示“ 键，即可完成断电点的设定, d”并闪烁。通过按遥控器的“向上” 进入复电点的设定。 、“向 4.2.5复电点设定 传感器进入复电点设定状态时, 传感器的千位数显示“ F”并闪烁。通过按遥控器的“向上” 、“向 下”键选择需要的数值，再按

13、“转换”键，即可完成复电点的设定。此时按“开关”键传感器即退出遥 控状态。 4.3遥控器的使用 遥控器有四个键，分别是“开关”、“转换”、“向上”、“向下”。使用时，遥控器正对传感器的显示 窗口，按一下“开关”键，传感器进入遥控状态，此时传感器的千位数显示“0”并闪烁。通过遥控器 的“转换”键，可以将传感器按上述4.2条ae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，传感器退出遥控状态，恢复 正常的测量状态。当传感器在遥控

14、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，都能使传感器退出遥控状态。 4.4传感器的输出信号 4.4.1频率输出 输出信号为频率时，输出电流10mA 10mA。 4.4.2断电指令输出 光电耦合器隔离型式，允许电流 5使用维护 5.1新传感器的启用 通过试验后再下井安装投 用户收到新传感器后，应在地面与监测系统的关联设备和配接设备连接, 入使用，以确认传感器的各项性能完好。 5.2长期不用的传感器的收藏 传感器长期不用时，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。当传 感器再次启用时，应进行校正，并检查传感器的稳定性，以确保传感器的

15、正常使用。 5.3更换黑白元件 当传感器的黑白元件灵敏度降低到5mV/1%CH 4时，或黑白元件的稳定性明显变坏时，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。更换过黑 白元件的传感器，应通电 24h并进行校正后，方可下井使用。 6注意事项： 6.1传感器的维修应在地面进行，严禁在井下等危险场所对传感器进行修理。 6.2用户不能随意更改传感器的电路结构及元件参数，以免影响传感器的防爆性能。传感器的外壳、黑 白元件等重要配件，应从传感器的生产厂家购买，严禁代用，以确保传感器的防爆性能。 6.3为保证传感器准确可靠，应按照煤矿安全规程等规章的要求，定

16、期对传感器进行调校，一般应 15天进行一次。 6.4传感器的维修应由经过培训的技术人员进行。用户无法排除传感器的故障时，应寄回生产厂家或通 知生产厂家负责维修。 6.5维修时不得随意改变本安电路及其关联电路电气元件的参数、规格、型号。 6.6传感器只能与说明书上要求的设备连接使用，与其它设备连接使用时应进行防爆联检。 6.7催化元件应符合 AQ 6202-2006的规定，且应有安全标志有效期内的安全标志证书。 7传感器的成套性 传感器出厂时，包括下列内容： a) b) c) GJC4矿用甲烷传感器一台; 使用说明书一本； 产品合格证一张； 遥控器一只。 d) 8订货须知 8.1传感器的输出信号范围和输出电路型式，应在订货合同中注明。 8.2传感器是否需要断电信号输出及其输出电路型式，应在订货合同中注明。 9生产厂家: 单位名称：北京中煤安泰机电设备有限公司 地 址：北京市通州区梨园镇料器路 邮政编码：101121 联系电话81524470 联系人：郭增生 配接设备： a) b) KJF83A矿用井下分站 防爆型式：矿用本质安全型 C) 防爆标志：ExibI d)