測(cè)量范圍：０～４．００％ＣＨ４
基本誤差：０～１．００％ＣＨ４，±０．１０％ＣＨ４
１～２．００％ＣＨ４，±０．２０％ＣＨ４
２～４．００％ＣＨ４，±０．３０％ＣＨ４
輸出信號(hào)制：頻 率：２００～１０００ＨＺ �。怠保担龋凇 。怠保担担龋凇 �
電 流：１～５mＡ
電 源：１２～２４Ｖ．ＤＣ
顯示方式：四位數(shù)碼管顯示
其他功能：聲光報(bào)警；斷電指令輸出；紅外遙控調(diào)效
在使用本儀器前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀本說(shuō)明書
1 概述
KG94A2型甲烷傳感器是采用熱催化原理（俗稱黑白元件）探頭制成的固定式智能甲烷測(cè)量?jī)x表。該儀器適用于煤礦井下各作業(yè)場(chǎng)所中測(cè)量空氣中的甲烷濃度。儀器具有紅外線遙控調(diào)校功能；具有超限聲、光報(bào)警功能；具有超限斷電指令輸出功能；另外，由于儀器沒(méi)有調(diào)節(jié)孔和需要調(diào)節(jié)的零件，使得密封性能更好，工作更可靠。儀器具有多種信號(hào)輸出制式，可與國(guó)內(nèi)各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用。
2 基本參數(shù)
2.1 工作環(huán)境條件：
溫度：0~40℃
相對(duì)濕度：≤98%
大氣壓力：86~116kPa
風(fēng)速：0~8m/s
2.2 測(cè)量范圍： 0~4.00%CH4
基本誤差： 0~1.00%CH4時(shí)，±0.10%CH4
>1.00~2.00%CH4時(shí)，±0.20% CH4
>2.00~4.00% CH4時(shí)，±0.30% CH4
2.3 分辨率： 0.01%CH4
2.4 顯示方式：三位LED
2.5 響應(yīng)時(shí)間：30s
2.6 報(bào)警點(diǎn)：可調(diào)，儀器出廠時(shí)設(shè)定在1.00%CH4
2.7 斷電點(diǎn)：可調(diào)，儀器出廠時(shí)設(shè)定在1.50%CH4
2.8 復(fù)電點(diǎn)：可調(diào)，儀器出廠時(shí)設(shè)定在1.00%CH4
2.9 報(bào)警方式：聲、光，其中：
音量：≥85dB
光可見度：≥20m
2.10 工作方式：擴(kuò)散式
2.11 防爆型式：ibdI(150℃)
2.12 輸出信號(hào)制式：頻率：200~1000Hz；5~15Hz；5~155Hz；
0~150Hz ；5~205Hz；0~200Hz；
（電流脈沖輸出或光電隔離輸出）
電流輸出：1~5mA（負(fù)載電阻<500Ω）；
4~20mA（負(fù)載電阻<150Ω）；
斷電信號(hào)輸出：電流脈沖或光電隔離輸出。
2.13 輸入電源：a．12~24V.DC/150 mA；b．350 mA恒流源
2.14 關(guān)聯(lián)設(shè)備：礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的隔爆兼本安型電源。
2.15 配接設(shè)備：經(jīng)防爆檢驗(yàn)合格的礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。接口負(fù)載電路為純電阻本安型電路。
2.16 傳輸電纜：采用四芯電纜傳輸，其中：
電纜參考型號(hào)：YZ3×1．5+1×1．0
電纜最大長(zhǎng)度：1000m
電纜分布參數(shù)：26Ω/km；0．1uF/km；1mH
外形尺寸：300mm×120mm×60mm
2.17 質(zhì)量：<2kg
3 工作原理
3．1 整機(jī)工作原理
儀器由電源電路、甲烷氣體敏感元件及電橋電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電
電源電路將由關(guān)聯(lián)設(shè)備送來(lái)的電源穩(wěn)壓為5V電壓，供給整機(jī)電路使用。
甲烷氣體敏感元件是采用熱催化原理探頭（俗稱黑白元件），電橋供電電壓為2．80V。黑白元件的工作原理是：黑白元件由測(cè)量元件（黑元件）和補(bǔ)償元件（白元件）構(gòu)成，測(cè)量元件的表面有黑色的催化劑。工作時(shí)黑白元件有工作電流流過(guò)而發(fā)熱，空氣中的甲烷在高溫的測(cè)量元件的催化劑作用下，發(fā)生無(wú)焰燃燒。甲烷濃度越高，測(cè)量元件的溫度越高，而補(bǔ)償元件的溫度不變。低濃測(cè)量電橋輸出與甲烷濃度成比例的信號(hào)電壓。
電橋信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)放大和A/D轉(zhuǎn)換后，變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理。經(jīng)智能信號(hào)處理后，由顯示電路顯示甲烷濃度值，并經(jīng)信號(hào)輸出電路輸出電流或頻率信號(hào)。
報(bào)警/斷電電路由蜂鳴器、發(fā)光二極管和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。當(dāng)甲烷濃度超過(guò)設(shè)定的報(bào)警點(diǎn)時(shí)，儀器會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。當(dāng)甲烷濃度超過(guò)設(shè)定的斷電點(diǎn)時(shí)，儀器會(huì)有斷電指令信號(hào)輸出；甲烷濃度超過(guò)斷電點(diǎn)以后，只有當(dāng)甲烷濃度降低到設(shè)定的復(fù)電點(diǎn)以下時(shí)，儀器才會(huì)解除斷電指令輸出。
3．2 儀器的功能介紹
儀器剛通電開機(jī)后，顯示單片機(jī)軟件的版本信息，儀器內(nèi)部進(jìn)行自檢。自檢結(jié)果正常后，進(jìn)入工作狀態(tài)。探頭剛通電的10S內(nèi)，顯示為0.00并閃爍，10S以后顯示甲烷濃度且不閃爍。當(dāng)儀器自檢結(jié)果不正常時(shí)，不進(jìn)入工作狀態(tài)，儀器的顯示不變。此時(shí)表明儀器有故障，應(yīng)該維修。
儀器進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，可通過(guò)遙控器對(duì)儀器進(jìn)行校正或設(shè)定報(bào)警點(diǎn)、斷電點(diǎn)、復(fù)電點(diǎn)。對(duì)儀器進(jìn)行校正應(yīng)該在儀器通電預(yù)熱15分鐘后進(jìn)行。
當(dāng)甲烷濃度達(dá)到4.00%以上時(shí)，為了保護(hù)黑白元件，電橋間斷工作，顯示器閃爍，顯示的值只能作為參考。保護(hù)狀態(tài)下電橋每3分鐘工作15秒。當(dāng)甲烷濃度低于4.00%時(shí)，電橋恢復(fù)正常工作。
當(dāng)黑白元件的一臂發(fā)生開路或短路故障時(shí)，儀器顯示“- - - -”。
4 使用方法
4．1 安裝
儀器應(yīng)安裝在井下無(wú)淋水的地點(diǎn)。
甲烷傳感器引線排列如下:
紅棕色線------電源正
黑色線 ------電源負(fù)
黃色線 ------甲烷濃度信號(hào)輸出
藍(lán)色線 ------斷電信號(hào)輸出
綠色線 ------光電耦合器輸出時(shí)，接光電耦合器發(fā)射極；其它輸出時(shí)，空置。
4．2 調(diào)校
通過(guò)遙控器，用戶可對(duì)儀器的如下五個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或設(shè)定：
a． 甲烷零點(diǎn)；
b． 甲烷滿度；
c． 報(bào)警點(diǎn)；
d． 斷電點(diǎn)；
e． 復(fù)電點(diǎn)。
儀器正常使用時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)每周校正一次。校正時(shí)一般用純凈的標(biāo)準(zhǔn)空氣進(jìn)行調(diào)零，用1．00~3．00%的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣調(diào)滿度；在地面校正時(shí)，可在新鮮空氣的環(huán)境中進(jìn)行調(diào)零。
儀器開機(jī)預(yù)熱以后，再進(jìn)行校正。儀器的預(yù)熱時(shí)間最低為5分鐘，才對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)零及調(diào)滿度的操作。校正的順序是先調(diào)零，后調(diào)滿度。
4．2．1 調(diào)零
儀器開機(jī)預(yù)熱15分鐘后，使遙控器正對(duì)儀器的顯示窗口，按一下“開關(guān)”鍵，儀器進(jìn)入調(diào)零狀態(tài)，此時(shí)儀器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。
將儀器置于新鮮空氣中，或?qū)x器探頭通入純凈的標(biāo)準(zhǔn)空氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定后，按一下遙控器的“向下”鍵，儀器即自動(dòng)歸零。
儀器調(diào)零以后，如果要取消剛才的調(diào)零操作，按一下遙控器的“向下”鍵即可。但是，如果調(diào)零以后又按了遙控器的“開關(guān)”或“轉(zhuǎn)換”鍵，就無(wú)法取消剛才的調(diào)零操作。
4．2．2 調(diào)滿度
儀器調(diào)零以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，儀器進(jìn)入調(diào)滿度狀態(tài)，此時(shí)儀器的千位數(shù)顯示“1”并閃爍。
對(duì)儀器探頭通入1．00~3．00%的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣，流量為200mL/min，待讀數(shù)穩(wěn)定后，通過(guò)按遙控器的“向上”、“向下”鍵，使儀器的顯示值與所用標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度一致即可。
儀器的滿度調(diào)節(jié)范圍：顯示值在0.30~0.50%且黑白元件的靈敏度大于5 mV/1%CH4時(shí)，調(diào)小無(wú)效，調(diào)大有效；顯示值大于0.50%且黑白元件的靈敏度在5~30 mV/1%CH4時(shí)，調(diào)小、調(diào)大都有效。在上述范圍之外時(shí)，調(diào)大、調(diào)小都無(wú)效。調(diào)滿度無(wú)效時(shí)，儀器有聲光提示信號(hào)。
4．2．3 報(bào)警點(diǎn)設(shè)定
調(diào)滿度以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，儀器進(jìn)入報(bào)警點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)，此
時(shí)儀器的千位數(shù)顯示“b”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上”、“向下”鍵，即可設(shè)定報(bào)警點(diǎn)。
4．2．4 斷電點(diǎn)設(shè)定
報(bào)警點(diǎn)設(shè)定以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，儀器進(jìn)入斷電點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)儀器的千位數(shù)顯示“d”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上”、“向下”鍵，即可設(shè)定斷電點(diǎn)。
4．2．5 復(fù)電點(diǎn)設(shè)定
斷電點(diǎn)設(shè)定以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，儀器進(jìn)入復(fù)電點(diǎn)設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)儀器的千位數(shù)顯示“F”并閃爍。通過(guò)按遙控器的“向上”、“向下”鍵，即可設(shè)定復(fù)電點(diǎn)。
復(fù)電點(diǎn)設(shè)定以后，按一下遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵或“開關(guān)”鍵，使儀器退出遙控狀態(tài)。
4．3 遙控器的使用方法
遙控器有四個(gè)鍵，分別是“開關(guān)”、“轉(zhuǎn)換”、“向上”、“向下”。使用時(shí)，遙控器正對(duì)儀器的顯示窗口，按一下“開關(guān)”鍵，儀器進(jìn)入遙控狀態(tài)，此時(shí)儀
器的千位數(shù)顯示“0”并閃爍。通過(guò)遙控器的“轉(zhuǎn)換”鍵，可以將儀器按上述4.2條a~e的順序依次切換參數(shù)，并可從千位數(shù)顯示的符號(hào)加以區(qū)別各參數(shù)。在各參數(shù)狀態(tài)下，通過(guò)遙控器的“向上”和“向下”鍵，可以調(diào)節(jié)該參數(shù)大小。詳細(xì)的調(diào)節(jié)方法在本說(shuō)明書4.2.1~4.2.5條中敘述。調(diào)節(jié)完后，再按一下“開關(guān)”鍵，儀器退出遙控狀態(tài)，恢復(fù)正常的測(cè)量狀態(tài)。當(dāng)儀器在遙控狀態(tài)的最后一個(gè)參數(shù)（復(fù)電點(diǎn)設(shè)定）時(shí)，按一下“轉(zhuǎn)換”鍵和按一下“開關(guān)”鍵效果一樣，都能使儀器退出遙控狀態(tài)。
4．4 儀器的輸出信號(hào)
4．4．1 頻率輸出
輸出信號(hào)為頻率時(shí)，除了有不同的頻率范圍以外，儀器的輸出電路還有如下幾種型式，以供用戶訂貨時(shí)選擇：
a ．光電耦合器隔離型式—開路的集電極/發(fā)射極輸出，允許電流10mA。
b ．NPN三極管輸出型式—三極管的集電極上拉輸出，上拉電阻300歐/5V；輸出電流：流入 50mA。
c ．PNP三極管輸出型式—三極管的集電極開路輸出，輸出電流：流出 10mA/5Vp-p。
4．4．2 電流輸出
a ．輸出電流1~5mA時(shí)，允許最大負(fù)載電阻500歐。
b ．輸出電流4~20mA時(shí)，允許最大負(fù)載電阻125歐。
4．4．3 斷電指令輸出
斷電指令輸出電路型式有如下三種，以供用戶訂貨時(shí)選擇：
a ．光電耦合器隔離型式—開路的集電極/發(fā)射極輸出，允許電流10mA。
b ．NPN三極管輸出型式—三極管的集電極上拉輸出，上拉電阻500歐/5V；輸出電流：流入 50mA。
c ．PNP三極管輸出型式—三極管的集電極開路輸出，輸出電流：流出 10mA/5Vp-p。
5 維護(hù)維修
5． 1 新儀器的啟用
用戶收到新儀器后，應(yīng)在地面與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)設(shè)備和配接設(shè)備連接，通過(guò)試驗(yàn)后再下井安裝投入使用，以確認(rèn)儀器的各項(xiàng)性能完好。
5．2 長(zhǎng)期不用的儀器的收藏
儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)放置在空氣新鮮、干燥、無(wú)腐蝕氣體、無(wú)輻射、無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)的環(huán)境中。當(dāng)儀器再次啟用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行校正，并檢查儀器的穩(wěn)定性，以確保儀器的正常使用。
5．3 更換黑白元件
當(dāng)儀器的黑白元件靈敏度降低到5 mV/1%CH4時(shí)，或黑白元件的穩(wěn)定性不好時(shí)，或黑白元件的中點(diǎn)電壓偏離太大時(shí)，應(yīng)更換黑白元件。更換黑白元件時(shí)，應(yīng)注意元件的極性，不能焊反。更換黑白元件的同時(shí)，應(yīng)對(duì)補(bǔ)償電阻一起更換。補(bǔ)償電阻值一般寫在黑白元件上，實(shí)際電阻值與要求的補(bǔ)償電阻值之間的誤差不得超過(guò)5歐。補(bǔ)償電阻的焊接位置在電路板的右下方標(biāo)有R*的焊盤上。電路板上留有兩個(gè)電阻串聯(lián)的位置，當(dāng)只有一個(gè)補(bǔ)償電阻而不需要串聯(lián)時(shí)，應(yīng)跨過(guò)中間兩個(gè)焊盤，直接將補(bǔ)償電阻焊在兩端的焊盤上。更換過(guò)黑白元件的儀器，應(yīng)進(jìn)行校正，方可下井使用。
5．4 用戶不能隨意更改儀器的電路結(jié)構(gòu)及元件參數(shù)，以免影響儀器的防爆性
能。儀器的外殼、黑白元件等重要配件，應(yīng)從儀器的生產(chǎn)廠家購(gòu)買，嚴(yán)禁代用，以確保儀器的防爆性能。
5．5 儀器的維修應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的技術(shù)人員進(jìn)行。用戶無(wú)法排除儀器的故障時(shí)，應(yīng)寄回生產(chǎn)廠家或通知生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)維修。
6 儀器的成套性-----儀器出廠時(shí)，包括下列內(nèi)容：
a． KG94A2型甲烷傳感器一臺(tái)；
b． 使用說(shuō)明書一本；
c． 產(chǎn)品合格證一張；
d． 遙控器一只。
7 訂貨須知
7．1 儀器的輸出信號(hào)范圍及輸出電路型式，應(yīng)在訂貨合同中注明。
7．2 儀器是否需要斷電信號(hào)輸出及輸出電路型式，應(yīng)在訂貨合同中注明。
7．3 儀器的輸入電源型式，應(yīng)在訂貨合同中注明。
7．4 儀器的關(guān)聯(lián)設(shè)備型號(hào)、配接設(shè)備型號(hào)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)型號(hào)，應(yīng)在訂貨合同中注明。
