GD4型瓦斯抽放多参数传感器说明书070717

1、 ISO9001:2000认证企业煤炭科学研究总院重庆研究院 产品使用说明书GD4型瓦斯抽放多参数传感器感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前，请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。执行标准：Q/MKC 772007版 本 号：2.0出版日期：2007年4月目 录1 概述11.1 主要特点11.2 型号意义11.3 防爆类型及防爆标志11.4 使用环境条件12 外形结构及工作原理22.1 外形结构22.2 工作原理33 主要技术特征34 安装与使用44.1 传感器的安装44.2 传感器的使用54.3 使用注意事项65 传感器的调校65.1 调校步骤75.2 流

2、量系数设置75.3 量程设置75.4 抽放类型设置76 传感头的标定87 常见故障及处理98 安全警示109 运输、储存1010 开箱及检查1011 产品资质编号1012 附录10 1 概述GD4型瓦斯抽放多参数传感器(以下简称传感器)是智能式本质安全型传感器。主要用于矿井瓦斯抽放浓度(C)、负压(P)、温度(T)、压差(H)、标准状态(温度20，大气压力100kPa)下的纯瓦斯流量(A)和混合量(L)等参数的检测和计算。本产品经煤炭工业重庆电气防爆检验站检验符合GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备 第4部分要求，属矿用本质安全型。1.1 主要特点GD4型瓦斯抽放多参数传感器采用

3、四位数码管显示监测参数和流量计算值；发光管指示传感器工作状态，可以设定流量系数、参数量程等。同时还具有瓦斯纯流量、瓦斯浓度、管道负压信号输出功能，输出信号可接入矿用环境监测系统。传感器红外遥控调校灵活、可靠。1.2 型号意义产品型号各字母含义如下：G D 44种参数多参数 矿用传感器1.3 防爆类型及防爆标志防爆类型：矿用本质安全型 防爆标志：Exib I1.4 使用环境条件a) 工作温度：040；b) 储存温度：-4060；c) 相对湿度：95；d) 气体流速：20m/s；e) 大气压力：80kPa106kPa；f) 具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下；g) 在无破坏金属绝缘的气体和蒸气

4、的环境；h) 在无滴水的地方；122 外形结构及工作原理2.1 外形结构GD4型瓦斯抽放多参数传感器由主机和传感头两大部分组成，通过连接电缆连接，这种分体式结构使得它安装使用起来灵活方便，传感器外形结构示意图见图1。图1 传感器外形结构2.2 工作原理主机部分主要有模拟开关、放大电路、A/D转换器、单片机系统、显示电路、电源电路、按键输入电路、信号输出电路等。对检测信号进行处理、控制和输出，电路原理框图见图2。传感头部分有瓦斯浓度传感头、负压传感头、差压传感头和温度传感头。各传感头分别检测一个参量，并对其检测到的信号预处理放大。图2 电路原理框图传感器工作时有运行和调校两种工作状态。绿色发光管

5、为运行状态指示灯，绿色发光管亮指示传感器工作于运行状态；红色发光管为调校状态指示灯，红色发光管亮指示传感器工作于调校状态。传感器采用四位数码管按键选择显示检测值、计算值和调校值。第一位数码管为参数提示符(抽放类型的提示符为前三位)，其余三位为参数值，参数提示符见表1。 传感器运行状态用于瓦斯抽放管道参数的连续监测，抽放流量的计算，并按键选择显示监测参数值、计算值。传感器调校状态用于流量系数的设置，输出信号满度量程的设置，抽放类型的设置。3 主要技术特征3.1 监测参数：浓度(CH4)、负压(P)、差压(H)、温度(T)3.2 测量范围：a) 甲烷浓度 （4100）% 显示分辨率为0.1%CH4

6、 b) 负 压 （0100）KPa 显示分辨率为0.1 kPac) 压 差 （0 5.0）KPa 显示分辨率为0.01 kPa（1毫米水柱）d) 温 度 （050.0） 显示分辨率为0.13.3 测量精度：CH4 4.040.0% 真值的10% 40.0100.0% 测量上限的10% P 2%(F.S) H 2%(F.S) T 2%(F.S)3.4 信号显示：四位数码管按键选择显示某一个参数值。红绿发光管显示工作状态。绿色发光管为运行状态指示灯，红色发光管为“调校”状态指示灯。 3.5 信号输出：信号输出参数：浓度(CH4)、负压(P)、瓦斯纯流量(A)模拟量信号输出：CH4 2001000H

7、z P 2001000Hz A 2001000Hz信号输出负载能力：04003.6 取样方式：负压和差压适用于孔扳取样；浓度和温度适用于扩散取样。3.7 反应时间：不大于30秒3.8 供电电压：9V24V DC 本安电源3.9 工作电流：不大于180mA3.10 最大输入电压：18.5V3.11 最大输入电流：360mA传感器关联、配套设备见附录A、B。4 安装与使用4.1 传感器的安装4.1.1 传感器主机垂直悬挂使用。传感头正确可靠地安装于采样地点。4.1.2 瓦斯浓度传感头、温度传感头和负压传感头安装在相对应的采样器中，O型密封圈密封。采样器与抽放管道焊接固定。要求传感头、采样器、抽放管

8、道任意两者之间均不得漏气。4.1.3 压差传感头进、出气咀与取样装置动、静压咀采用硅胶管一一对应相连。取样装置采用孔板（孔板用户自备）。4.1.4 传感器主机与传感头，与监测分站采用接插件连接。接插件接线见表1。表1 KGD9501插座接线一览表插座功能插座芯数脚号颜色信号功能9501电路板接线频率信号51红色+18V电源“电源/信号”连接器1脚2黑色地“电源/信号” 连接器5和6脚3白色负压信号输出“电源/信号” 连接器3脚4绿色纯流量信号输出“电源/信号” 连接器4脚5蓝色瓦斯浓度信号输出“电源/信号” 连接器2脚压差探头41红色电源正“负压/压差输入”连接器5和6脚2黑色地“负压/压差输

9、入”连接器1和2脚3白色压差信号“负压/压差输入”连接器4脚4蓝色NC空负压探头41红色电源正“负压/压差输入”连接器5和6脚2黑色地“负压/压差输入”连接器1和2脚3白色负压信号“负压/压差输入”连接器3脚4蓝色NC空温度探头41红色电源正“浓度/温度输入”连接器5和6脚2黑色地“浓度/温度输入”连接器1和2脚3白色温度信号“浓度/温度输入”连接器4脚4蓝色NC空浓度探头41红色电源正“浓度/温度输入”连接器5和6脚2黑色地“浓度/温度输入”连接器1和2脚3白色浓度信号“浓度/温度输入”连接器3脚4蓝色NC空4.2 传感器的使用传感器主机、传感头与监测分站相连通电，传感器数码显示“C0.00

10、”，运行状态指示灯(绿灯)亮，预热20分钟后进入正常工作。按遥控器的“”或“”键选择需观察的参数值，参数显示提示符见表2。表2 参数提示符一览表运 行 状 态调 校 状 态 C-瓦斯浓度 C-瓦斯浓度满量程 P-负压 KPa P-负压满量程 H-差压 10Pa G-温度 A-流量 m3/min A-流量满量程 L-混合量m3/min L-混合量满量程 d-流量系数 E-调校密码 b-零点调校密码 CFb-抽放类型4.3 使用注意事项4.3.1 传感器为本质安全型传感器， 严禁在井下或有爆炸性气体的危险场所拆卸传感器。4.3.2 传感器在搬运安装时应轻拿轻放，严禁摔打和碰撞；4.3.3 传感器不

11、得安装使用于有滴水、溅水和有磁场的场所，以免影响检测值的准确度或造成传感器损坏。4.3.4 连接压差传感头进、出气咀时，应先将两端气路用夹子夹住，确认进、出气端均与取样装置连接无误后，再同时慢慢放开夹子，以免动压过载而损坏传感元件；4.3.5 压差传感头进、出气端严禁单端加载超过500mmH20的静态压力。 5 传感器的调校 在调校状态下，可对传感器的输出信号量程、流量系数、抽放类型进行设置，对瓦斯浓度、节流差压零点进行软件调零。传感器通电预热20min后，进入正常工作状态方可进行调校。按“选择”键即切换到调校工作状态，调校状态指示灯(红灯)亮，根据数码管显示的参数提示符逐步调校。第一位数码管

12、为参数提示符，其余三位为参数设置值。在该状态下，“选择”键每按键一次，从左至右依次激活一位数码管，按遥控器“”或“”键改变已激活数码管的数值。全部调校完毕后，按“选择”键则进入运行状态。5.1 调校步骤调校步骤是按照传感器预先设定的顺序依次进行。调校顺序如下：1)输入调校密码： 提示符一位，密码数值三位，数据格式为E，传感器设定密码569；2)流量系数： 提示符一位，系数数值六位，数据格式为d.；3)浓度满度量程： 提示符一位，满度量程数值三位，数据格式为C；4)负压满度量程： 提示符一位，满度量程数值三位，数据格式为P；5)纯流量满度量程：提示符一位，满度量程数值三位，数据格式为A；6)混合

13、量满度量程：提示符一位，满度量程数值三位，数据格式为L；7)抽放类型： 提示符三位，识别代码一位，数据格式为CFb；1为正压抽放 2为负压抽放8)输入零点调校密码(一般不进入该项操作)： 提示符一位，密码数值三位，数据格式为b；传感器设定密码3089)软件调校浓度零点： 提示符一位，调零显示三位10)软件调校压差零点：提示符一位，调零显示三位注：1.软件调零作为浓度和压差调零的辅助手段，仅用于使用中零点漂移很小的情况。2.进行软件调零时必须将瓦斯浓度和节流差压传感器头置于空气中预热20min后进行。5.2 流量系数设置流量系数提示符d 。流量系数设定为六位数(.)。第一次显示“d.，第二次显示

14、“d”。5.3 量程设置用户可对浓度、负压、混合量和纯流量的满度量程进行设置。浓度提示符C、负压提示符P、混合量提示符L、纯流量提示符A。传感器设定的各量程必须与计算机和分站设置的量程一致，否则三者显示值不相同。5.4 抽放类型设置传感器设置了不同抽放类型的识别代号。抽放类型的提示符为CFb，识别代号“1”为正压型抽放，识别代号“2”为负压型抽放。6 传感头的标定6.1 传感头的标定工作应在安全、通风良好、无爆炸危险的室内场所进行。标定前将全部传感头与主机准确连接，通电预热20min。6.2 传感头标定采用与标准传感器或标准气样比对的方法进行。此时传感器工作状态为运行状态。6.3 瓦斯浓度标定

15、采用标准瓦斯气样标定瓦斯浓度。1） 将瓦斯浓度和节流差压传感器头从9501主机上断开，并对瓦斯浓度和节流差压零点进行软件调零。2） 连接瓦斯浓度和节流差压传感器头，并再次预热20min。3） 按遥控器的“”或“”键选择传感器数码管显示为“C”；4） 瓦斯浓度传感头置于新鲜空气中标定零点。调节零点电位器使传感器显示值为“C0.00”；5） 瓦斯浓度传感头通入50%浓度的标准瓦斯气(气体流量控制在100ml/min左右)标定精度。调节精度电位器使传感器显示值为“C50.0”；6） 瓦斯浓度传感头通入0100%不同浓度的标准瓦斯气，检查传感器显示值与标准瓦斯气浓度是否一致，误差在允许的误差范围内则标

16、定完成。7） 瓦斯浓度标定用零点电位器、精度电位器安装在瓦斯传感头内，打开瓦斯传感头盖既可见。调节电位器位置见图3。 零点电位器（P2）零点电位器（P2）精度电位器（P1）精度电位器（P1）图3 浓度传感头印制板示意图 图4 温度传感头印制版示意图6.4 温度标定 采用分度值0.1的精密水银温度计作为标准传感器。1）按遥控器的“”或“”键选择传感器数码管显示为“G”；2）温度传感头置于零度的温场中标定零点。调节零点电位器使传感器显示值为“G0.00”；3）温度传感头置于25的温场中标定精度。调节精度电位器使传感器显示值为“G25.0”；4）温度传感头置于050的温场中，检查传感器显示值与标准传

17、感器的示值是否一致，误差在允许的误差范围内则标定完成。5） 温度标定用零点电位器、精度电位器安装在温度传感头内，其位置见图4。6.5 负压、压差标定采用二等标准水柱计作为标准仪器。并配备调压装置、三通阀等标定用试验设备。为保证负压、压差值的准确度，负压传感头和压差传感头须委托原生产厂家标定。7 常见故障及处理7.1 浓度显示值一直低于实际值，检查浓度传感头的相关连接是否漏气。针对不同的漏气点进行相关处理。7.2 差压显示值为负值或者正负值波动，检查孔板的方向是否安装正确，差压传感头与进气和出气咀连接是否正确。差压传感头刚安装通气时，差压值有一个传递和稳定过程，其值波动不属故障。7.3 负压显示

18、值与水银柱的示值不一致时， 将水银柱的示值减去测试点的大气压值再加上标准大气压值，其计算值与负压显示值一致则不属故障。因为水银柱测定的是相对压力，而负压传感头测定的是管道内的绝对压力。7.4 瓦斯浓度传感头使用一段时间后出现浓度超过100%或为负的情况，可能是浓度传感头受潮。处理方法：将传感头撤除到地面自然风干(注意：传感头在打湿的情况下不能马上通电，因为可能造成短路或损坏传感头)，然后通电一段时间后重新标定。如果传感头通电很长时间都不回零或通气没有反应，则浓度头损坏。7.5 温度显示值与实际值相差很大，甚至为零，则温度头损坏。温度头损坏会影响流量值，更换温度头标定后使用。7.6 传感器安装后

19、有显示无输出，检查线路是否断线或接触不良。7.7 在极个别的分站可能出现显示时有时无，间或出现一高峰值的情况，致使地面计算机显示曲线不正常。是一根电缆上同时传输的若干输出信号频率相差很大相互干扰所造成。处理办法：1) 每路信号独立传输；2) 在每对传输线与地线之间分别加一电阻减小输出幅值(这时可能会缩短传输距离)。7.8 混合流量显示“255”，检查浓度和压差是否为负数，一旦浓度或压差为负数，则混合流量将显示“255”。8 安全警示l 本安产品不得随意与其它未经联检的设备连接。l 禁止在井下和有爆炸性气体的环境中拆卸和维修仪器。l 使用中严禁带电开盖和维修仪器。l 禁止在使用和维修过程中更改本安电路和本安电路有关