GRG5H 礦用紅外二氧化碳傳感器使用說明書

 

 

 

一 概述

 

1、 產品特點

GRG5H 礦用紅外二氧化碳傳感器（以下簡稱傳感器）採用嵌入式微控制器技術，在二氧化碳氣

 

體檢測原理上使用的是完全不同于傳統催化原理的非色散紅外線檢測技術，克服了催化原理傳感器標定

 

週期短、容易中毒等現象，而用於測量二氧化碳濃度的紅外二氧化碳檢測傳感器內置精確的溫度補償電

 

路使得檢測精度不會因溫度變化而漂移。該儀器具有測量準確、反應速度快、標定週期長、不受其它氣

 

體影響、測量範圍寬、功耗低、使用壽命長、性能穩定、可靠性高等特點。通過本公司所生產的 FYF5(A)

 

礦用遙控器可方便設置工作點，同時輸出 200～1000 赫茲的頻率信號和 RS-485 數字信號，可方便與各

 

種類型的煤礦安全監測系統配套使用。

 

2、主要用途及適用範圍

 

適用於煤礦井下採掘工作面、回風巷道、機電峒室等有瓦斯爆炸氣體環境中對瓦斯濃度進行連續測

 

定。該儀器具有測定、顯示瓦斯瞬時濃度、超限報警和輸出斷電控制信號、紅外遙控調校、數字通訊等

 

功能。

 

3、型號的組成及其代表意義

 

 

 

 

G

 

 

 

 

R

 

 

 

 

G

 

 

 

 

5

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

紅外原理

測量範圍（0～5）%

光學原理

二氧化碳

 

傳感器

 

4、防爆型式：礦用本質安全型，防爆標誌 ExibI。

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

5、環境條件

 

1）使用環境條件

 

 

a) 工作溫度

 

b) 相對濕度

 

c) 氣壓

 

d) 風速

 

2）貯存溫度

 

 

0℃～40℃；

 

≤98%（+25℃）；

 

（80～116）kPa；

 

≤8m/s；

 

－20℃～＋50℃。

 

 

二 工作原理與結構

 

1、 結構

傳感器結構見圖 1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.提手

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.殼體 3.顯示屏 4.紅外傳感器 5 .標定通氣嘴 6.報警燈

 

7.電路板

 

8.蜂鳴器 9.后蓋（銘牌）

 

10.航空插頭

 

圖1

 

2、工作原理

 

儀器由電源電路、紅外二氧化碳檢測傳感器元件、單片機信號處理單元、顯示電路、報警電路、紅

 

外遙控電路、頻率信號輸出電路、RS-485 通訊電路等構成，工作原理框圖見圖 2。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

電源

 

 

 

紅外二氧化碳

傳感器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

單

片

 

 

 

 

 

 

 

數碼管顯示

 

 

 

聲光報警

 

 

紅外遙控電路

 

機

 

 

頻率輸出

 

 

 

 

 

 

圖2

 

 

當儀器置於存在二氧化碳氣體的環境時，二氧化碳氣體通過儀器外殼的氣窗進入氣室，氣室內的紅

 

外二氧化碳檢測傳感器把檢測到的氣體濃度處理成數字信號，經過微處理器數據處理，由數碼管顯示出

 

二氧化碳含量，並輸出 200～1000 赫茲的頻率信號供其它設備使用，同時通過 RS－485 電路完成數據

 

上傳。儀器的報警電路是由蜂鳴器、發光二極管及驅動電路組成，當二氧化碳濃度超過設定的報警點時，

 

儀器會發出聲光報警信號。紅外遙控電路可在現場設定報警點、儀器地址、通訊速率等。

三 技術特征

 

1、 主要性能

1）儀器採用數碼管顯示，可用遙控器完成所有功能，實現不開蓋調節，使用簡便。

 

2）儀器能夠準確測量並顯示二氧化碳濃度，報警點在（０<X≤0.5）% CO2 範圍內可任意設定（出

 

廠時報警點設置為 0.50%CO2）。當二氧化碳濃度超過設定報警值時，儀器發出間歇聲、光報警。

 

3）RS-485 通訊功能使得該儀器可與各種類型的煤礦安全監測系統進行通訊。

 

4）儀器採用單片機控制，使得標校簡單快捷。

 

5）儀器的紅外遙控功能可在當地完成地址、報警點、波特率等信息的設置。

 

2、主要參數

 

1）工作電源：電壓 9V~24V，電流＜95mA

 

2）測量範圍 ：（0～5.00）%CO2，其分辨率應不低於 0.01% CO2

 

3）基本誤差（見表 1）：

 

 

表1

 

 

基本誤差

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

測量範圍（%CO2） 基本誤差（%CO2） 0.00～0.50 ±0.10 0.50～5.00 ±（0.05+真值的5%）

 

 

 

 

 

 

 

 

4）響應時間：≤30s；

 

5）報警方式 ：斷續聲、光信號，光信號在暗處的能見度不小於 20m；

 

6）聲音強度：≥80dB（距聲源 1m 處，背景噪音＜30dB 條件下）；

 

7）報警點：在（０<X≤0.5）%CO2 範圍內可任意設定（出廠時報警點設置為 0.50%CO2）。

 

8）遙控距離：≤5m；

9）傳輸距離：≤2km；

10）輸出信號：頻率（200～1000）Hz；輸出高電平大於 3V(負載電阻>1.5 k )

 

數字信號：RS485 1200bps～9600bps 可選

 

11）供電電源：採用陝西斯達煤礦安全裝備有限公司生產的 KDW-0.4/18-127 礦用澆封兼本質安全

 

型直流穩壓電源；

 

12）本安參數：Ui：20V； Ii：500mA；Li：100uH； Ci：1.2uF。

 

13）關聯設備及二氧化碳檢測元件見附錄 A。

 

14）檢測元件：檢測元件採用英國 DYNAMENT 公司生產的 MSHia-P / CO2/5/ V/ P 紅外二氧化碳

 

傳感器，工作電壓 5.0V；工作電流≤85mA，防爆標誌編號：SIRA 04ATEX1357U IECEx SIR 05.0053U。

 

四 尺寸及重量

 

1、 外型尺寸： 260mm×120mm×50mm ；

 

2、 重量：

 

≤1kg 。

 

 

五 使用方法

 

1、傳感器的接線

 

傳感器使用條件應符合技術指標中規定的要求，並按下圖接線，經檢查無誤后方可通電，預熱 10

 

分鐘后方可進行各種設置操作。

 

具體接線如圖 3 所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1空

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 電源（+）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 RS485 輸出 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 空

 

5 電源（—） 6

 

RS485 輸出 B

圖3

 

 

 

5

 

７頻率信號輸出

 

 

 

 

 

 

 

 

2、 紅外遙控設置方法（儀器調校時需使用本公司生產的 FYF5(A)型礦用遙控器，如圖 4 所所示。）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖４

 

將遙控器對準接收窗口，在有效的距離和角度範圍內進行調節（當按鍵一直按着時，遙控器不會連

發紅外信號，如需調節時，應點按按鍵，使用時請注意），通過遙控器，用戶可對以下參數進行調整或

設定。儀器各項功能參數的調校採用功能菜單項方式，其功能菜單項選項含義見表 2。

表 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1）退出菜單（P_ _ 0）

 

按“◀”按鍵，進入菜單功能選擇畫面，顯示“P_ _ 0”時，通過“▲”或“▼”鍵來選擇要執行

 

的功能，當把剛選擇的功能執行完成后，如果還想執行其它功能，可以不退出菜單功能選擇畫面，繼續

 

通過“▲”或“▼”鍵來選擇要執行的功能。（注：只有在顯示“P_ _ 0”畫面時，按“OK”鍵才能退

 

出菜單功能選擇畫面。如果 20 秒時間內沒有再次按按鍵，將自動退回到濃度顯示畫面。）

 

2）標零菜單（P_ _ 1）

 

 

6

字   符 含  義 P_ _ 0 退出菜單 P_ _ 1 標 零 P_ _ 2 標 定 P_ _ 3 報警點設置 P_ _ 4 本機地址設置 P_ _ 5 波特率設置 P_ _ 6 低端補償用 P_ _ 7 查看輸出頻率 P_ _ 8 查看標定是否正常 P_ _ 9 恢復出廠設置

 

 

 

 

 

 

 

 

在儀器的氣室上套上通氣罩，通入流量為 200ml/min 的純氮氣體，待讀數穩定后，按“◀”鍵顯示

 

“P_ _ 0”,按一下“▲”鍵儀器顯示“P_ _ 1”，按 “OK”鍵，當顯示“P0.00”時再按一下“OK”鍵

 

將標零完成。

 

3）標定菜單（P_ _ 2）

 

在儀器的氣室上套上通氣罩，通入流量為 200ml/min 的標準二氧化碳氣體，待儀器讀數穩定后, 按

 

一下“◀”鍵，儀器顯示“P_ _ 0”菜單，再按兩下“▲”鍵，儀器顯示“P_ _ 2” 功能菜單，按一下

 

“OK”鍵后顯示“PX.XX”, 再按“▲”鍵或“▼”鍵，調整儀器的顯示值，把儀器顯示值調整到所

 

通入的標準氣體真值后，按一下“OK”鍵，標定完成。

 

注：本傳感器的標定最好用 2.5%標準 CO2 氣體進行標定。

 

4）報警點設置菜單（P_ _ 3）

 

按一下“◀”鍵進入菜單功能選擇畫面，顯示“P_ _ 0”時，按三下“▲”鍵,儀器顯示“P_ _ 3” 功

 

能菜單，按一下“OK”鍵后顯示當前報警點值（例如“b _ 0. 5”）, 按“▲”鍵報警點濃度加 0.1％，

 

按“▼”鍵報警點濃度減 0.1％，按“OK”鍵保存設定的報警點值。

 

5）地址設置菜單（P_ _ 4）

 

按一下“◀”鍵進入菜單功能選擇畫面，顯示“P_ _ 0”時，按四下“▲”鍵,儀器顯示“P_ _ 4” 功

 

能菜單，按一下“OK”鍵后顯示當前地址值（+例如“d _ 0 0”）, 按“▲”鍵地址號加 1，按“▼”鍵

 

地址號減加 1，按“