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GRG5H 矿用红外二氧化碳传感器使用说明书

 

 

 

一 概述

 

1、 产品特点

GRG5H 矿用红外二氧化碳传感器（以下简称传感器）采用嵌入式微控制器技术，在二氧化碳气

 

体检测原理上使用的是完全不同于传统催化原理的非色散红外线检测技术，克服了催化原理传感器标定

 

周期短、容易中毒等现象，而用于测量二氧化碳浓度的红外二氧化碳检测传感器内置精确的温度补偿电

 

路使得检测精度不会因温度变化而漂移。该仪器具有测量准确、反应速度快、标定周期长、不受其它气

 

体影响、测量范围宽、功耗低、使用寿命长、性能稳定、可靠性高等特点。通过本公司所生产的 FYF5(A)

 

矿用遥控器可方便设置工作点，同时输出 200～1000 赫兹的频率信号和 RS-485 数字信号，可方便与各

 

种类型的煤矿安全监测系统配套使用。

 

2、主要用途及适用范围

 

适用于煤矿井下采掘工作面、回风巷道、机电峒室等有瓦斯爆炸气体环境中对瓦斯浓度进行连续测

 

定。该仪器具有测定、显示瓦斯瞬时浓度、超限报警和输出断电控制信号、红外遥控调校、数字通讯等

 

功能。

 

3、型号的组成及其代表意义

 

 

 

 

G

 

 

 

 

R

 

 

 

 

G

 

 

 

 

5

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

红外原理

测量范围（0～5）%

光学原理

二氧化碳

 

传感器

 

4、防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志 ExibI。

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

5、环境条件

 

1）使用环境条件

 

 

a) 工作温度

 

b) 相对湿度

 

c) 气压

 

d) 风速

 

2）贮存温度

 

 

0℃～40℃；

 

≤98%（+25℃）；

 

（80～116）kPa；

 

≤8m/s；

 

－20℃～＋50℃。

 

 

二 工作原理与结构

 

1、 结构

传感器结构见图 1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.提手

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.壳体 3.显示屏 4.红外传感器 5 .标定通气嘴 6.报警灯

 

7.电路板

 

8.蜂鸣器 9.后盖（铭牌）

 

10.航空插头

 

图1

 

2、工作原理

 

仪器由电源电路、红外二氧化碳检测传感器元件、单片机信号处理单元、显示电路、报警电路、红

 

外遥控电路、频率信号输出电路、RS-485 通讯电路等构成，工作原理框图见图 2。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

电源

 

 

 

红外二氧化碳

传感器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

单

片

 

 

 

 

 

 

 

数码管显示

 

 

 

声光报警

 

 

红外遥控电路

 

机

 

 

频率输出

 

 

 

 

 

 

图2

 

 

当仪器置于存在二氧化碳气体的环境时，二氧化碳气体通过仪器外壳的气窗进入气室，气室内的红

 

外二氧化碳检测传感器把检测到的气体浓度处理成数字信号，经过微处理器数据处理，由数码管显示出

 

二氧化碳含量，并输出 200～1000 赫兹的频率信号供其它设备使用，同时通过 RS－485 电路完成数据

 

上传。仪器的报警电路是由蜂鸣器、发光二极管及驱动电路组成，当二氧化碳浓度超过设定的报警点时，

 

仪器会发出声光报警信号。红外遥控电路可在现场设定报警点、仪器地址、通讯速率等。

三 技术特征

 

1、 主要性能

1）仪器采用数码管显示，可用遥控器完成所有功能，实现不开盖调节，使用简便。

 

2）仪器能够准确测量并显示二氧化碳浓度，报警点在（０<X≤0.5）% CO2 范围内可任意设定（出

 

厂时报警点设置为 0.50%CO2）。当二氧化碳浓度超过设定报警值时，仪器发出间歇声、光报警。

 

3）RS-485 通讯功能使得该仪器可与各种类型的煤矿安全监测系统进行通讯。

 

4）仪器采用单片机控制，使得标校简单快捷。

 

5）仪器的红外遥控功能可在当地完成地址、报警点、波特率等信息的设置。

 

2、主要参数

 

1）工作电源：电压 9V~24V，电流＜95mA

 

2）测量范围 ：（0～5.00）%CO2，其分辨率应不低于 0.01% CO2

 

3）基本误差（见表 1）：

 

 

表1

 

 

基本误差

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

测量范围（%CO2） 基本误差（%CO2） 0.00～0.50 ±0.10 0.50～5.00 ±（0.05+真值的5%）

 

 

 

 

 

 

 

 

4）响应时间：≤30s；

 

5）报警方式 ：断续声、光信号，光信号在暗处的能见度不小于 20m；

 

6）声音强度：≥80dB（距声源 1m 处，背景噪音＜30dB 条件下）；

 

7）报警点：在（０<X≤0.5）%CO2 范围内可任意设定（出厂时报警点设置为 0.50%CO2）。

 

8）遥控距离：≤5m；

9）传输距离：≤2km；

10）输出信号：频率（200～1000）Hz；输出高电平大于 3V(负载电阻>1.5 k )

 

数字信号：RS485 1200bps～9600bps 可选

 

11）供电电源：采用陕西斯达煤矿安全装备有限公司生产的 KDW-0.4/18-127 矿用浇封兼本质安全

 

型直流稳压电源；

 

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

 

13）关联设备及二氧化碳检测元件见附录 A。

 

14）检测元件：检测元件采用英国 DYNAMENT 公司生产的 MSHia-P / CO2/5/ V/ P 红外二氧化碳

 

传感器，工作电压 5.0V；工作电流≤85mA，防爆标志编号：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、传感器的接线

 

传感器使用条件应符合技术指标中规定的要求，并按下图接线，经检查无误后方可通电，预热 10

 

分钟后方可进行各种设置操作。

 

具体接线如图 3 所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1空

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 电源（+）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 RS485 输出 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 空

 

5 电源（—） 6

 

RS485 输出 B

图3

 

 

 

5

 

７频率信号输出

 

 

 

 

 

 

 

 

2、 红外遥控设置方法（仪器调校时需使用本公司生产的 FYF5(A)型矿用遥控器，如图 4 所所示。）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图４

 

将遥控器对准接收窗口，在有效的距离和角度范围内进行调节（当按键一直按着时，遥控器不会连

发红外信号，如需调节时，应点按按键，使用时请注意），通过遥控器，用户可对以下参数进行调整或

设定。仪器各项功能参数的调校采用功能菜单项方式，其功能菜单项选项含义见表 2。

表 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1）退出菜单（P_ _ 0）

 

按“◀”按键，进入菜单功能选择画面，显示“P_ _ 0”时，通过“▲”或“▼”键来选择要执行

 

的功能，当把刚选择的功能执行完成后，如果还想执行其它功能，可以不退出菜单功能选择画面，继续

 

通过“▲”或“▼”键来选择要执行的功能。（注：只有在显示“P_ _ 0”画面时，按“OK”键才能退

 

出菜单功能选择画面。如果 20 秒时间内没有再次按按键，将自动退回到浓度显示画面。）

 

2）标零菜单（P_ _ 1）

 

 

6

字   符 含  义 P_ _ 0 退出菜单 P_ _ 1 标 零 P_ _ 2 标 定 P_ _ 3 报警点设置 P_ _ 4 本机地址设置 P_ _ 5 波特率设置 P_ _ 6 低端补偿用 P_ _ 7 查看输出频率 P_ _ 8 查看标定是否正常 P_ _ 9 恢复出厂设置

 

 

 

 

 

 

 

 

在仪器的气室上套上通气罩，通入流量为 200ml/min 的纯氮气体，待读数稳定后，按“◀”键显示

 

“P_ _ 0”,按一下“▲”键仪器显示“P_ _ 1”，按 “OK”键，当显示“P0.00”时再按一下“OK”键

 

将标零完成。

 

3）标定菜单（P_ _ 2）

 

在仪器的气室上套上通气罩，通入流量为 200ml/min 的标准二氧化碳气体，待仪器读数稳定后, 按

 

一下“◀”键，仪器显示“P_ _ 0”菜单，再按两下“▲”键，仪器显示“P_ _ 2” 功能菜单，按一下

 

“OK”键后显示“PX.XX”, 再按“▲”键或“▼”键，调整仪器的显示值，把仪器显示值调整到所

 

通入的标准气体真值后，按一下“OK”键，标定完成。

 

注：本传感器的标定最好用 2.5%标准 CO2 气体进行标定。

 

4）报警点设置菜单（P_ _ 3）

 

按一下“◀”键进入菜单功能选择画面，显示“P_ _ 0”时，按三下“▲”键,仪器显示“P_ _ 3” 功

 

能菜单，按一下“OK”键后显示当前报警点值（例如“b _ 0. 5”）, 按“▲”键报警点浓度加 0.1％，

 

按“▼”键报警点浓度减 0.1％，按“OK”键保存设定的报警点值。

 

5）地址设置菜单（P_ _ 4）

 

按一下“◀”键进入菜单功能选择画面，显示“P_ _ 0”时，按四下“▲”键,仪器显示“P_ _ 4” 功

 

能菜单，按一下“OK”键后显示当前地址值（+例如“d _ 0 0”）, 按“▲”键地址号加 1，按“▼”键

 

地址号减加 1，按“