KG9201型一氧化碳传感器.doc
第四节 KG9201型一氧化碳传感器 一、简介 KG9201型一氧化碳传感器是一种可连续检测一氧化碳浓度的矿用固定式仪表。能早期预测预报矿井内瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤层自燃发火及井下运输胶带长期运转而引起的阴燃、内外因火灾等灾害事故。确保井下机电设备正常运行和煤矿生产安全。 KG9201型一氧化碳传感器检测范围大、精度高、调校方便、性能可靠。既能就地显示一氧化碳浓度值及声光报警,还能输出标准的模拟信号与多种监控系统配套使用。诸如矿用火灾监控系统、矿井环境监控系统、生产安全监控系统等。 二、用途、功能和特点 用途与功能KG9201型一氧化碳传感器主要用于检测煤矿井下0~500PPm范围内的一氧化碳气体。它可与各种类型的监测系统配套使用,在井下24小时昼夜连续检测,并自动将检测到的一氧化碳气体浓度转换成标准电信号输送给与之相连的关联设备。 KG9201型传感器具有就地显示一氧化碳气体浓度值、超限声光报警;遥控调校、故障自检等功能, 特点KG9201型传感器探头采用的是从国外进口的专用检测元件,具有性能稳定,使用寿命长等显著优点。电路设计上采用了新型单片微机和高集成数字化电路,简化了电路结构,增加了整机的可靠性。在传感器的零点、灵敏度、报警点调校环节运用了红外遥控技术,解决了现场调校不便的问题。同时增设了整机自诊断功能,使维护和使用都更加方便。 三、主要技术指标 使用环境温度0~40℃ 使用环境相对湿度≤95 使用环境海拔高度≤2000m(相当于大气压力80~106kPa) 检测范围0~500PPm 基本测量误差 0~20 PPm ≤2PPm; 20~200 PPm ≤4 PPm; ≥200 PPm ≤ 测量真值的5 过载范围1500PPm 响应时间≤30S 报警设定10~250PPm可调(出厂时一般设定为24PPm) 报警方式间歇式声光报警 输出信号频率200~1000Hz或恒流1~5mA对应0~500PPm 检测元件寿命一年半进口元件, 工作电压9~24V DC 工作电流≤40mA、18V DC 防爆等级ibI(+150℃)矿用本安型 传感器使用寿命2年以上 外壳材料不锈钢 外壳颜色银白色 外形尺寸19011457mm 重 量700g 四、工作原理和主要结构 KG9201型一氧化碳传感器工作时,采用定电位电解法原理测量环境中的一氧化碳气体浓度。传感器的检测探头为三电极电化学CO敏感元件。工作中,弥漫在环境中的CO气体通过检测探头滤尘罩,经由CO敏感元件透气膜扩散进入到具有恒定电位的电极上,在电极催化剂的作用下与电解液中的水发生阳极氧化反应。电化学电池中发生的电化学反应如下 工作极上COH2O → CO22H2e 对极上 O24H4e → 2H2O 总反应 2COO2 → 2CO2 反应过程中,工作电极上释放出的电子形成与CO浓度成正比的电流。该电流信号经过检测电路温度补偿、线性放大后进入A/D转换器和单片机,分别转换成CO浓度值,通过显示电路完成三位半的就地数字显示,和处理成1~5mA的恒流电流信号或200~1000Hz频率信号,传送至所挂监控系统的井下分站和地面中心监测站。 KG9201型传感器的主体结构为采用高强度材料制成的不锈钢外壳,具有很强的抗冲击能力。机壳的其前后盖合缝处设计有防尘、防水的高性能橡胶密封圈。传感器的下部为检测探头;检测探头的两侧为由高亮度红色发光管组成的报警灯组;传感器正面的中央为声报警装置。上方为由四位红色数码组成的数字显示窗。 五、外形图 KG9201型一氧化碳传感器外形图 六、原理框图 信号输出 EEPROMM 看门狗 LED显示 I/O接口 A/D转换 89C51单片机 遥控调校 声光报警 检测元件 前置放大 稳压电路 开关电源 KG9201型一氧化碳传感器原理框图 七、使用与维护 1使用前的准备 1 首先将四芯电缆插头缺口对准传感器左侧上方的插座,上好旋紧。四芯电缆在连接时,一定要严格按照颜色要求接线红色线 电源正极(即电缆插头1号口);蓝色或黑色线 电源负极(即电缆插头2号口);白色或黄色线 频率输出或恒流输出(即电缆插头3号口);绿色线 不使用。 2 零点调节传感器正式工作前首先必须调零。即通电后先预热20分钟,然后观察仪器在新鲜空气中的数字显示是否为零。若有偏差,则将遥控器对准传感器显示窗,轻轻按动遥控器上的选择键(Δ上升键 ▽下降键),使显示窗的小数码管显示为“1”,然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键,使传感器显示窗的显示为“0”。 2 传感器的基本调校 1 精度调节先将配套通气罩旋入传感器气室内,然后以200ml/min的流量通入浓度200PPm左右的一氧化碳标准气体,此时传感器的数字显示应与该标准气体浓度相同。若有偏差,则将遥控器对准传感器显示窗,轻轻按动遥控器上的选择键,使小数码管显示为“2”。需增加,则按动遥控器上的“Δ”;若需减少,则按动遥控器上的“▽”,最终使传感器的显示值与标准气体浓度值相同。 2报警点调节将遥控器对准传感器显示窗,轻轻按动遥控器上的选择键,使小数码管显示为“3”,然后再分别按动遥控器上的“Δ”或“▽”,即可在10~250PPm的范围内根据需要任意设置报警点。 3 传感器自检当需要检查传感器的工作是否正常时,可直接将遥控器对准传感器显示窗,按动遥控器上的选择键,使小数码管显示为“4”,传感器便自动进入自检状态。正常时,此时传感器的显示应为200PPm,对分站的信号输出为520Hz(或2.6mA),同时伴有声光报警讯号。 4 特别提醒本传感器的部分参数在进行了上述调节之后,断电前,必须先按动遥控器上的选择键,使显示窗内小数码管显示的数字循环至消隐。否则,调节后设定的新参数将无法存入存储器内,从而导致此次调校无效。 3 传感器的维护 1 本传感器应固定专人使用。使用时,应严格按照使用说明书的要求进行操作。非专职人员禁止随便拆开仪器和按动按键等。 2 传感器在使用中必须避免猛烈摔打和碰撞。 3本传感器的零点、精度需定期调校。调校期限一般为两周一次,若零点和精度显示未超差,则可继续使用。 4 传感器在使用中应及时擦拭、清扫气室及仪器外部的煤尘,确保传感器的正常工作和清洁、美观。 20