煤科院一氧化碳传感器说明书.doc

ISO9001:2023 认证公司
煤炭科学研究总院重庆研究院

产品使用说明书

GTH500(B)型一氧化碳传感器

（原 KG9201 型）

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，

请具体阅读本使用说明书并妥善保管，以备此后参考。

执行标准：Q/MKC 187-2023 版 本 号: VER2.1

出版日期: 2023 年 8 月

前 言

本说明书具体地介绍了 GTH500(B)型一氧化碳传感器的使用方法及使用注意事项，使用者在使

用前请务必仔细阅读。GTH500(B)型一氧化碳传感器在生产过程中执行的是煤炭科学研究总院重庆研

究院制定的标准 Q/MKC 187-2023。

I

目 次

前 言 I

1 概述 1

2 工作原理与结构特性 2

3 重要技术特性 3

4 尺寸、重量 4

5 使用、调校 4

6 典型故障解决 5

7 维护、保养 6

8 运送、贮存 6

9 开箱及检查 7

10 安全警示语 7

11 资质编号 7

12 传感器关联、配接及配套设备表 7

II

GTH500(B)型一氧化碳传感器

1 概述

1.1 产品特点

GTH500(B)型一氧化碳传感器（以下简称传感器），是一种用于监测煤矿井下巷道环境一氧化碳

的模拟量传感器，能就显示一氧化碳的数字并能与井下监控系统配套使用。

1.2 重要用途和合用范围

1.2.1 重要用途

传感器重要用于煤矿井下的一氧化碳监测。

1.2.2 合用范围

井下巷道，工作面瓦斯抽放管道等有必要进行一氧化碳监测的场合。

1.3 型号代表的意义

传感器在生产过程中执行的标准是 Q/MKC 187-2023。型号的编制根据 MT/T 154.10-1996 中

的规定，具体含义如下：

1.4 安全特性

1.4.1 防爆形式：矿用本质安全型。

1.4.2 防爆标志：ExibI。

1.5 环境条件

1.5.1 工作环境

a)海拔高度不超过 2023m；b)大气压力: 80 kPa～116 kPa；c)工作温度: 0 ℃～40 ℃；d)相对湿度: ≤95 %（25℃）；e)风速：不大于 8m/s；

f)具有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下；g)在无滴水的地方；h)无显著震动和冲击的场合。

1.5.2 贮存温度：（-40～60）℃。

1

2 工作原理与结构特性

2.1 工作原理：

传感器采用了电化学 CO 敏感元件。实际测量时，当敏感元件接触到环境中扩散的 CO 气体通过

过滤尘罩经 CO 敏感元件透气膜扩散进入到具有恒定电位的电极上，在电极催化剂作用下与电解液中

水发生阳极氧化反映。在工作电极上所释放的电子产生与 CO 浓度成正比的电流经检测电路温度补偿

在，经 A/D 转换器转换后进入单片机解决成与被测一氧化碳值线性一致的频率（电流）信号送往井

下系统分站，同时实现本机就地一氧化碳数字显示。送达分站的一氧化碳信号经专用通信接口装置

和电缆送到地面控制中心站实现井下一氧化碳的连续实时监控。

2.2 电路原理框图

图 1 GTH500（B）型一氧化碳传感器电路原理框图

2.3 结构特性

GTH500(B)型一氧化碳传感器主机的机壳采用不锈钢冲压而成，前后盖合缝处设计有既防水又防

尘的专用橡胶密封圈。仪器正面的显示窗采用四位红色数码管作为数字显示。外观见图 2：

图 2 GTH500（B）一氧化碳传感器外型结构示意图

1 提手 2 外壳 3 前铭牌 4 蜂鸣器 5 压线夹 6 显示窗 7 煤安标志牌 8 探头气室

9 后铭牌 10 报警灯 11 电源/通讯 12 “CS”标志 13 后盖螺钉 14 标定盖

2

3 重要技术特性

3.1 重要特性

3.1.1 采用了新型的单片微机和高集成的数字化电路，整机电路结构简朴，性能可靠，便于维护、

调试。

3.1.2 具有就地显示及信号输出双重功能。

3.1.3 采用了新型的开关电源，减少了整机功耗，提高了信号的带负载能力，增长了信号的传输距

离。

3.1.4 增长了故障自检功能，便于使用、维护。

3.1.5 外壳结构采用了高强度的不锈钢材料，增强了传感器的抗冲击能力。

3.2 重要技术参数

3.2.1 传感器具有避免断电而影响电化学原理敏感元件工作稳定的措施。

3.2.2 传感器具有红外遥控调校功能。

3.2.3 输出信号制式

频率型：（200～1000）Hz（脉冲宽度大于 0.3ms），高电平大于 3 V，低电平小于 0.5 V。

3.2.4 测量范围：(0～500)×10-6 CO。

3.2.5 工作电压：9 V～24.5 V DC；。

3.2.6 传感器显示值稳定性

在传感器测量范围内，一氧化碳浓度恒定期，传感器显示值或输出信号值（换算为一氧化碳浓

度值）变化量不超过 4×10-6 CO。

3.2.7
基本误差

传感器基本误差应符合表 1 的规定

表 1
基本误差

测量范围，1×10-6 CO

基本误差，1×10-6 CO

绝对误差

相对误差

0～100

±4

＞100～500

测量值的±5 %

3.2.8
传输距离

传感器使用电缆的单芯截面积为 1.5 mm2时，传感器与关联设备的最大传输距离为 2 km，传感器的显示值或输出信号值（换算为一氧化碳浓度值）应能满足 3.2.7 的规定。

3.2.9 响应时间

传感器的响应时间应不大于 35 s。

3.2.10 报警功能

3.2.10.1 传感器在测量范围内应能任意设立报警点,其报警显示值与设定值的差值不超过±2×

3

10-6 CO。

3.2.10.2 报警声级强度在距其 1 m 远处的声响信号的声压级应不小于 80 dB(A)；光信号应能在 20

m 远处清楚可见。

3.2.11 工作稳定性：

传感器连续工作 15 d 的基本误差应不超过表 1 的规定。

3.2.12 传感器在 8 m/s风速条件下实验时，其指示值的漂移量应不超过±2×10-6CO。

3.2.13 CO 元件寿命大于 1 年。

3.2.14 本安参数：Ui:24.5V；Ii:500mA；Ci:2.3µF；Li:347µH。

4 尺寸、重量

4.1 外形尺寸：(190×114×57) mm。

4.2 整机重量：≤700 g。

4.3 外壳：银白色不锈钢。

5 使用、调校

使用前用户必须认真、仔细阅读本《使用说明书》，对传感器的重要性能、技术指标及重要功能

有一个全面的了解，然后再进行具体的接线、使用及操作。

5.1 使用

5.1.1 连接

使用前用户一方面要对的完毕本传感器与所挂井下分站的连接。将来自分站的专用的电缆接到传

感器上。具体方法是：

将电缆航空插头的缺口对准一氧化碳传感器左侧上方的航空插座的相应位置，插入并旋紧，确

保连接可靠。

5.1.2 电缆线及所连航空插头的接线及颜色规定：

红色线——电源正极（电缆插头 1 号口）；

蓝色线——电源和信号负极（电缆插头 2 号口）；

白色线——恒流（或频率）输出（电缆插头 3 号口）。

5.1.3 航空插头的序号排列图：

4
1
1
4
3
2
2
3

图 3 传感器上的插座排列图
图 4 电缆线上插头的序号排列图

5.2 调校

4

对传感器进行调校时，空气中一氧化碳标准气样（以下简称标准气样）应采用经国家计量部门

考核认证的单位提供的气样,其不拟定度不大于 3 %。

5.2.1 零点调校

将本传感器与所挂的井下分站对的连接后，启动分站电源箱或将与本传感器相连的专用电缆与

输出电压为(9～24.5) V 的直流电源相连。本传感器即进入工作状态。在新鲜空气中预热 20 分钟后，

观测传感器的显示值是否为零，若有偏差，则请将遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选择

键，使显示窗内的小数码管显示“1”松开选择键，然后同时按住摇控器的上升键和下降键，此时传

感器显示值应当归零。

5.2.2 精度调校

开机后传感器的显示值应与实际一氧化碳值相一致，若有偏差，则请将遥控器对准传感器显示

窗，按动遥控器上的选择键，使显示窗内的小数码管显示“2”，然后再根据需要分别按动摇控器的

上升键或下降键，直至传感器的显示值与被测环境的实际一氧化碳值相同为止。

5.2.3 报警点调教校

一方面使传感器进入正常工作状态，然后将遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的选择键，

使显示窗内的小数码管显示“3”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键或下降键，将此时传感

器的显示值（即报警点）调节为所需要的数值即可完毕本传感器报警点的设立。

5.2.4 自检

传感器的此项功能重要用来检查传感器自身的工作是否正常。具体方法是：按动遥控器上的选

择键，使传感器显示窗内的小数码管显示“4”，此时传感器应显示：200 并同时报警, 信号输出口

应同时输出相应的 520Hz 频率信号

5.4 显示

左起第一位功能显示：

“1”—调零 “2”—调精度

“3”—调报警点 “4”—自检

后三位：测量值显示（单位：1×10-6 CO）。

特别提醒：每次对传感器部分参数进行调节后，断电之前，都必须先再次按动遥控器上的选

择键，使显示窗内的小数码管显示的数字循环至消隐，此时传感器即将重新调校后的参数存入单片

机。否则，将导致本次调校无效。

6 典型故障解决

6.1 传感器显示“L.LL”

当传感器显示“L.LL”时，也许是传感器内的元件出现断线。解决办法是：断开电源，取下传

感器带回地面。打开传感器后盖，用万用表对照安装图分别检测 G、r12、v12 之间的电阻值，若在

任一边出现不通，并在认真检查拟定不是连线问题后，更换新元件。

6.2 报警时有光无声或声音嘶哑

5

当传感器报警时出现有光无声或声音嘶哑现象时，一方面应检查蜂鸣器的连线有无断线 ，如无断

线则属蜂鸣器故障。解决方法：可先用橡胶等弹性物对蜂鸣器片予以衬垫以排除嘶哑现象。如不行，

则更换蜂鸣器片。

6.3 报警时无声无光

如传感器显示已达报警值但传感器仍无光无声，经检查拟定报警灯连线无断线时，请检查传感

器电路板上的集成器件 IC12（CD4011）或晶体管 N6（9013），必要时予以更换。

6.4 传感器接受不到遥控信号

当出现传感器接受不到遥控信号现象时，一方面应确认遥控器内的电池是否有电。如有电，则应及

时将传感器带回地面，检查、更换传感器线路板上数码管旁的（SFH）红外接受头。

6.5 小数码管显示的功能位数字乱跳且无法控制

当传感器显示窗内的小数码管（功能位）出现数字乱跳且无法控制时，可更换传感器线路板上

数码管旁的（SFH）红外接受头。

6.6 传感器显示“8.88”或其它不明字符

传感器在井下如显示“8.88”等其它不明字符或反复显示“0.00”时，应一方面检查传感器与分

站间的距离是否过长。如传感器离分站过远，两者间铺设的电缆距离过长有也许导致上述故障。此

时，只需适当缩短两者间的距离或在两者间增长分站即可使传感器恢复正常。若出现上述故障时传

感器的位置就在分站附近，则需将传感器取下带回地面检修。

检修方法：用专用螺丝刀打开传感器后盖，仔细检查传感器电路板上的各集成芯片有无脱落现

象，一经发现应及时予以排除。然后检查电路板上的集成器件 IC3（7805）是否完好。正常时，该

器件的输入端应当在+18V 左右，输出端在+5V 左右。视检查结果决定是否更换。

7 维护、保养

7.1 维护

7.1.1
本传感器应固定专人使用、维护。使用中应严格按照使用说明书进行操作。
7.1.2
非专职人员严禁随便拆开仪器，按动按键等。
7.1.3
在使用中避免剧烈摔打、碰撞。
7.2
保养

7.2.1 本传感器的零点、测试精度都需要定期调校，调校期限为 15 天/次。气体流量为 200 mL/min。

7.2.2 使用人则应经常擦拭仪器外部的煤尘、污垢，特别是传感头部位。保持传感器的清洁、美观。

8 运送、贮存

8.1 运送方式不限，但在运送过程中应避免剧烈振动与冲击，避免雨雪直接淋袭。

6

8.2 产品应贮存于没有雨雪侵入、通风良好，空气中不具有酸、碱等腐蚀性气体或粉尘的场合。

8.3 存放期超过一年的产品不出厂或使用前应逐台检修，更换锈蚀的元器件，并重新进行出厂检查。

9 开箱及检查

9.1 开箱时注意安全，以避免设备损坏。

9.2 开箱后应检查设备外观是否损坏和附件是否齐全。

9.3 附件清单

a)
使用说明书
1 份；
b)
产品合格证
1 份；
c)
GTH500(B)型一氧化碳传感器
1 台；
d)
气嘴
1 个；
e)
装箱单
1 份。

10 安全警示语

10.1 本安关联设备未经联检不得与传感器连接；

10.2 严禁改变本安电路和与本安电路有关的元器件的型号、规格和参数。

10.3 调校时，应尽也许注意防止或设法修正由于调校处和使用处压力、温度、湿度等不一致导致的附加误差带来的潜在危险和不合用的条件。

10.4 严禁井下带电开盖。

11 资质编号

11.1 安全标志编号：

11.2 防爆合格证号：

11.3 制造计量器具许可证号：

12 传感器关联、配接及配套设备表

12.1 传感器关联设备表

序号
名称型号
防爆证号
安标证号
生产厂家

1
KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本安型井
32023041
MAA050001
煤炭科学研究总院重庆研究院
下分站电源箱(原 KDF-2)

2
KJ90-F8(A)矿用隔爆兼本安型井下
32023042
MAA050002
煤炭科学研究总院重庆研究院
分站电源箱(原 KDF-3)

3
KDW0.3/660(A)型矿用隔爆兼本安
32023471

煤炭科学研究总院重庆研究院
直流稳压电源

7

4
KDW0.3/660(B)型矿用隔爆兼本安
32023473

煤炭科学研究总院重庆研究院
直流稳压电源

12.2 传感器配接设备表

序号
名 称、型 号 及 规 格
防爆证号
安标证号
生产厂家

1
KJ90-F16 型井下监控分站
32023675

煤炭科学研究总院重庆研究院

2
KJ90-F8 型井下监控分站
32023674

煤炭科学研究总院重庆研究院

12．3 传感器配套设备表

序号
名 称、型 号 及 规 格
防爆证号
安标证号
生产厂家

1
FYF3(A)矿用遥控器

20238555
煤炭科学研究总院重庆研究院

12．4 传感器配套元件明细表

序号
名 称、型 号 及 规 格
防爆证号
安标证号
生产厂家

1
4CF 型一氧化碳敏感元件
－
－
英国 City 公司

8

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