GJG10H型红外甲烷传感器说明书(已好).doc

ISO9001:2008认证企业
中煤科工集团重庆研究院

产品使用说明书

GJG10H型红外甲烷传感器

执行标准： Q/MKC 238-2008

版 本 号: VER1.1

出版日期: 2011.10

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。
仪器制造厂家对本说明书相关内容作出改动时，保留不另行通知的权力。
仪器制造厂家对本说明书的各条款内容保留最终解释权。

前 言

本说明书详细地介绍了GJG10H型红外甲烷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。GJG10H型红外甲烷传感器在生产过程中执行的是中煤科工集团重庆研究院企业标准Q/MKC 238-2008。

II

目 次

前 言 …………………………………………………………………………………………I
1 概述 …………………………………………………………………………………………1
2 工作原理及结构特征 ………………………………………………………………………2
3 技术特性 ……………………………………………………………………………………3
4 尺寸、重量、材质 …………………………………………………………………………4
5 使用、调校 …………………………………………………………………………………4
6 典型故障处理 ………………………………………………………………………………6
7 维护及保养 …………………………………………………………………………………7
8 运输、贮存 …………………………………………………………………………………7
9 开箱及检查 …………………………………………………………………………………8
10 资质编号……………………………………………………………………………………8
11 传感器关联、配接及配套设备表…………………………………………………………8

安全警示：
1、在使用和维修时，不得改变本安电路或与本安电路有关的电器元件的名称、型号、
规格及其参数！
2、关联设备必须经过国家授权的检验机构进行防爆联检试验，合格后方可使用!
3、危险场所严禁开盖带电作业！

GJG10H型红外甲烷传感器
1 概述
GJG10H型红外甲烷传感器（以下简称传感器）是一种专门用以监测煤矿井下低浓度甲烷气体环境的本质安全型检测仪表。除能连续监测外，还能自动地将检测到的甲烷浓度转换成标准的电信号输送给井下监控系统。井下监控系统根据本传感器输出的断电信号实现必要的近、远程设备断电。本传感器还具有声光报警、断电信号输出，故障自检等功能。
1.1 产品特点
1.1.1传感器采用非色散红外气体检测技术检测甲烷气体浓度，具有测量精度高、调校周期长、重复性好、测量范围宽、使用寿命长、不受其它背景气体（H2S、SO2、N2、O2等）影响等优点。
1.1.2传感器在设计上采用高性能单片微机和高集成数字化电路，结构简单、性能可靠、调试、维护方便。
1.1.3传感器的零点、灵敏度及报警点皆采用红外遥控器调节。
1.1.4传感器除可连续检测瓦斯，还具有声光报警、断电信号输出，故障自检等功能。
1.1.5传感器整机采用低功耗设计，带载距离长。
1.1.6传感器具有故障自检功能，使用、维护方便。
1.1.7传感器的外壳采用了高强度结构设计，抗冲击能力强。
1.2 主要用途和适用范围
1.2.1 主要用途
传感器主要用于煤矿井下环境低浓度甲烷的连续监测。
1.2.2 适用范围
煤矿井下的采掘工作面、机电峒室、回风巷道等具有瓦斯爆炸危险的地点和场所。
1.3 规格型号
规格：固定式、瓦斯浓度连续监测。型号：GJG10H。
1.4 型号的组成及其代表意义

1.5 使用环境条件
1.5.1 工作环境条件
a) 环境温度：0℃～40℃；
b) 湿度：≤98%RH（无冷凝）；
c) 大气压力：80kPa～116kPa；
d) 风速：0m/s～8m/s；
e) 机械环境：无显著振动和冲击的场合；
f) 含有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。
1.5.2 最恶劣的贮运条件
a) 高温：60℃；
b) 低温：-40℃；
c) 湿度：≤99%；
d) 振动：≤50m/s2；
e) 冲击：500m/s2。
1.6 防爆类型及防爆标志
防爆类型: 矿用本质安全型，防爆标志为 ExibⅠ。

2 工作原理及结构特征
2.1 工作原理
传感器采用国际先进的NDIR非色散红外气体分析技术测量甲烷气体浓度。根据朗－伯比尔定律，每种具有极性分子结构的气体都有对应的红外线特征吸收波长，在光程和反射系数不变的情况下气体浓度与吸收率具有符合朗－伯比尔定律公式的对应关系。传感器就是基于此吸收原理研制而成。
双路光电探测器
气室
红外光源
前置滤波放大
频率控制
温度、压力补偿
多通道AD转换
单片机智能系统
显示
按键遥控
报警
信号输出

2.2 结构特征
传感器的外型为长方体结构，主机的机壳由不锈钢冲压而成，前后盖的合缝处为能防尘、防水的橡胶密封围，下部为装有限制扩散式气室和甲烷气体检测元件。显示窗由四位七段红色数码管组成。整个设计新颖美观、体小量轻、调节方便。外型结构示意图如下：

图1 GJG10H型红外甲烷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

3 技术特性
3.1 主要技术指标
3.1.1 电气性能
a) 工作电压范围：(9～24.5)V.DC；
b) 工作电流：≤150mA；
c) 额定功率：≤1.4W。
3.1.2 输出信号制式
频率型：200Hz～1000Hz；
电流型：4mA～20mA（定制）
3.1.3 显示值稳定性
在(0≤X＜10)%CH4测量范围内，甲烷浓度恒定时，传感器显示值或输出信号值（换
算为甲烷浓度值）变化量不超过0.04%CH4。
3.1.4 基本误差
传感器基本误差应符合表1的规定：

表 1
单位为%CH4
测量范围
基本误差
0.00～1.00
±0.06
1.00～100
真值的±6%

3.2 传感器使用电缆的单芯截面积为1.5mm2时，传感器与关联设备的传输距离不小于2km。
3.3 工作稳定性
传感器连续工作60d时间内，基本误差符合表1的规定。
3.4 响应时间（T90）
传感器的响应时间不大于25s。
3.5 传感器在规定的压力范围内，基本误差符合表1的规定。
3.6 显示方式：四位红色数码管 。
显示定义（从左起第一位功能显示）：
“1”—调零 “2”—灵敏度调节
“3”—调报警点 “4”—调断电点
“5”—自检 “6”—调烷烃气体比例调节
后三位：数值显示（单位：%CH4）
3.7 报警方式：
a) 传感器为超上限报警，并在(0＜X≤5)%CH4范围内可任意设置报警点，报警方式为超报警点一级报警，超断电点二级报警；
b) 警报声级强度在额定电压下其1m远处的声响信号的声压级应不小于80dB（A）；光信号能在20m处清晰可见。
3.8 分辨率：显示分辨率为0.01%CH4，并能表示值的正或负。
3.9本安参数：Ui:24.5V；Ii:500mA；Ci:2.3µF；Li:33µH。

4 尺寸、重量、材质
4.1 外形尺寸：（271×124×57）mm3 。
4.2 整机重量：≤1.5kg 。
4.3 外壳材料：不锈钢。
4.4 外壳颜色：银白色。

5 使用、调校
用前用户必须认真、仔细阅读本《使用说明书》，对传感器的主要性能、技术指标及主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 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——电源负极（电缆插头2号口）
白色线——频率信号输出（电缆插头3号口）
绿色线——断电信号输出（电缆插头4号口）
5.1.2 航空插头的序号排列图：
2 3
1 4

3 2
3 2
4 1

图2 传感器上的插座排列图 图3 电缆线上插头的序号排列图
5.1.3连接
使用前用户首先要正确完成本传感器与关联设备的连接。将来自关联设备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。传感器上电显示“P 60”倒计时60秒后进入工作状态，显示并输出浓度信号。
5.2 调校
若要对传感器零点或精度进行调校，必须在传感器上电预热30min后进行，并且在以下所有要求通气的步骤中，操作未完成时通气不能间断。
5.2.1 零点校准（状态“1”）
待传感器充分预热后，对传感器通入清洁空气或将传感器置于清洁空气中。具体操作方法是：将通气罩旋在传感头气室前端，不能太松动保证通气效果，以300mL/min的流量通入清洁空气，通气2分钟后将配套遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“1”，此时后三位显示数值会间歇式闪烁，将遥控器再次对准传感器显示窗，同时按下遥控器的上升键“”和下降键“”直到显示数值不再闪烁并显示0.00，说明传感器已完成零点校准。
另外，当传感器工作在含有少量甲烷气体的环境中（比如甲烷浓度0.50%以下），若想根据环境甲烷浓度情况对传感器进行微幅调整，可在此状态下，通过单按上升键“”或单按下降键“”对测量值进行调整。特别注意：此方法（单按“”或“”）不能应用于传感器零点校准。
5.2.2 精度校准（状态“2”）
在完成传感器的零点校准后，第二步是传感器的精度校准。具体操作方法是：将通气罩旋在传感头气室前端，然后通入浓度约2.00%CH4的标准甲烷气体，通气流量控制在300mL/min,通气2分钟后，传感器测量值应与通入的甲烷气体浓度值一致，若有偏差，则请将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，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“”，直至显示窗内的显示值与实际通入的甲烷气体浓度值一致为止。
5.2.3 报警点设置（状态“3”）
待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，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，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“”，将显示窗内的数字（即报警值）调节为所需要的数值即可完成本传感器报警点的设置。
5.2.4 断电点设置（状态“4”）
待传感器进入正常工作状态后，将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“4”，然后再根据需要分别按动摇控器的上升键“”或下降键“”， 将显示窗内的数字（即断电值）调节为所需要的数值即可完成本传感器断电点的设置。当传感器检测值低于设定值时，传感器通过断电信号输出口输出3V左右的电平信号，高于设定值时，传感器断电信号输出口开路输出。
5.2.5 自检（状态“5”）
为方便检测传感器及传感器与关联设备之间工作是否正常，本传感器专门设计有自检功能。将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使传感器显示窗内的小数码管显示“5”， 此时传感器会显示2.00，延时3秒钟后会对关联设备输出2.00%对应的浓度信号，若传感器设置的报警点低于2.00，则传感器会同时发出声光报警信号。在此状态下通过按动遥控器的上升键“”或下降键“”可改变此模拟值。
5.2.6 烷烃气体比例设置（状态“6”）
此状态一般无需设置，仅适用于待测气体中含有大量其它烷烃气体的检测环境，出厂默认为“0”。
由于本传感器也适用于其它烷烃气体检测，用于烷烃混合气检测时，为区分甲烷气体浓度，可在此状态进行设置。具体操作方法为：将遥控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键“S”，使显示窗内的小数码管显示“6”，此时后三位数码管显示的为系数值，当被测气体中无其它烷氢气体时此值应设为“0”，若含有其它烷氢气体，则需要按住摇控器的上升键“”或下降键“”（按键按下后显示测量浓度值），将显示浓度值调为与甲烷浓度值一致。
特别提醒：每次对传感器参数进行调节后，断电之前，都必须使传感器正常退出调校状态，即继续按动遥控器上的选择键“S”，直至令传感器显示窗内的小数码管显示消隐，才能保存本次设置数据，否则，将导致本次调校无效。

6 典型故障处理
6.1传感器显示数值乱跳
当传感器显示数值乱跳时，可能是传感头内部接线不正确或有松动。处理方法：将传感器断电带至地面，打开后盖查看圆形板和各接线拄接线是否松动，如无松动则寄回厂家予以维修，不可私自拆卸以免造成不可修复错误。
6.2 报警时有光无声或声音嘶哑
当传感器报警时出现有光无声或声音嘶哑现象时，首先应检查蜂鸣器的连线有无断线 ，如无断线则属蜂鸣器故障。处理方法：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，经检查确定报警灯连线无断线时，请检查传感器电路板上的相关报警控制芯片是否损坏，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，首先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）红外接收头。
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，检查电路板上按键是否短路或更换传感器电路板上数码管旁的（SFH）红外接收头。
6.6 传感器开机即显示闪烁显示“0 Erro”
传感器开机即闪烁显示“0 Erro”，应首先将传感器带回地面，上电后若还闪烁显示“0 Erro”则将传感器后盖打开查看元件排线插头是否有松动。若还闪烁显示“0 Erro”则寄回厂家予以维修，不可私自拆卸以免造成不可修复错误。
6.7 传感器开机倒计时结束后闪烁显示“Erro”
传感器开机倒计时结束后闪烁显示“Erro”，首先检查传感器线路及供电是否异常，若问题依然不能排除，应将传感器带回地面，上电后若还闪烁显示“Erro”则将传感器后盖打开查看元件排线插头是否有松动。若还闪烁显示“Erro”则说明传感元件有可能损坏，请寄回厂家予以维修，不可私自拆卸以免造成不可修复错误。
6.8 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“- - -”时，应首先检查传感器供电是否异常。若问题依然不能排除，应将传感器带回地面检修。将传感器后盖打开检查传感器电路板上的各集成芯片有无脱落现象，接线是否松动等，
检修方法：用专用螺丝刀打开传感器后盖，问题一经发现应及时予以排除。或寄回厂家予以维修。

7维护及保养
7.1 维护
7.1.1 本仪器应固定专人使用、维护。使用中应严格按照使用说明书进行操作。
7.1.2 非专职人员禁止随便拆开仪器，按动按键等。
7.1.3 在使用中避免猛烈摔打、碰撞。
7.1.4 井下严禁打开传感器机壳后盖。
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6个月。若无超差则可继续使用。
7.2.2 使用人则应经常擦拭仪器外部的煤尘、污垢。保持传感器的清洁、美观。

8 运输、贮存
8.1 运输方式不限，但在运输过程中应避免剧烈振动与冲击，避免雨雪直接淋袭。运输过程中包装箱不得倒置、倒放。
8.2 产品应贮存于没有雨雪侵入、通风良好，空气中不含有酸、碱等腐蚀性气体或粉尘的场所。
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，并重新进行出厂检验。

9 开箱及检查
9.1 开箱时注意安全，以避免损坏设备或使人受伤。
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) GJG10H型红外甲烷传感器 　　　　 　 1台
d) 装箱单 1份
e) FYF3（A）型矿用遥控器 1个
f) 专用连接电缆 1根
g) 专用通气嘴 1个

10 资质编号
10.1 防爆合格证号：32009518；
10.2 安全标志证号：MFB060041；
10.3 制造计量器具许可证号： 00000359。

11 传感器关联、配接及配套设备表
11.1 关联设备表
序号
名称、型号及规格
防爆证号
安标证号
生产厂家
1
KJ90-F16(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱(原KDF-2)
320110760
MAA050001
中煤科工集团重庆研究院
2
KJ90-F8(A)矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱(原KDF-3)
320110759
MAA050002
中煤科工集团重庆研究院
3
KJ90-F6矿用隔爆兼本质安全型井下分站电源箱
32008829
20042425
中煤科工集团重庆研究院
4
KDW0.3/660(A)型矿用隔爆兼本安直流稳压电源
320091109
MAA060016
中煤科工集团重庆研究院
5
KDW0.3/660(B)型矿用隔爆兼本安直流稳压电源
320091110
MAA060017
中煤科工集团重庆研究院

11.2 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
320091113
MFC060027
中煤科工集团重庆研究院
2
KJ90-F8型井下监控分站
320091112
MFC060028
中煤科工集团重庆研究院

11.3 配套使用设备表
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
32008709
MFA050031
中煤科工集团重庆研究院

9

中煤科工集团重庆研究院
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