1 概述
GCG1000粉塵濃度傳感器(以下簡稱傳感器)是一種允許在煤礦井下正常使用的礦用本質(zhì)安全型設(shè)備,主要用于測量井下空氣中懸浮粉塵顆粒的質(zhì)量濃度,是礦井監(jiān)控系統(tǒng)或設(shè)備的配套產(chǎn)品。
本傳感器采用激光散射原理,主要由激光器、粉塵暗室、采樣電機(jī)、采樣管路、信號(hào)處理和顯示等部分組成,具有以下特點(diǎn):
1、采用超低功耗電機(jī)和低功耗激光管,能在9V~24V寬電壓范圍內(nèi)工作,工作電流;
2、采用激光檢測原理,測量迅速、性能穩(wěn)定,免維護(hù)時(shí)間長(≥6月);
3、采樣特殊設(shè)計(jì)的暗室和感光檢測原理,測量準(zhǔn)確、靈敏度高;
4、具有緊湊的結(jié)構(gòu),現(xiàn)場維護(hù)簡單,工作量極小。
本產(chǎn)品執(zhí)行常州迪泰科特測控設(shè)備有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/DM017-2014》。
2 適應(yīng)的環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度:0℃~40℃;
b) 濕度:≤98%;
c) 大氣壓力:80kPa~116kPa;
d) 風(fēng)速:不大于8m/s;
e)無顯著振動(dòng)和沖擊的場合;
f)煤礦井下有甲烷爆炸性混合物,但無破壞絕緣和腐蝕性氣體的場合。
3 技術(shù)參數(shù)
3.1 防爆型式
礦用本質(zhì)安全型,防爆標(biāo)志為“ExibⅠMb”。
3.2 工作電源
a) 工作電壓:直流9V~24V;
b) 最大工作電流: ≤120mA。
3.3 輸出信號(hào)(出廠時(shí)只有一種)
3.3.1 RS485信號(hào)
a) 半雙工傳輸方式,傳輸速率:2400bps;
b) 最大傳輸距離:2km(使用MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5mm2);
c) 信號(hào)電壓峰峰值:2V~12V。
3.3.2 頻率信號(hào)
a) 信號(hào)范圍:200Hz~1000Hz(線性對(duì)應(yīng)0~1000mg/m3)頻率信號(hào);
b) 信號(hào)的正、負(fù)脈沖寬度:≥0.3ms;
c) 高電平不小于3.0V(拉電流為2mA時(shí)),低電平不大于0.5V(灌電流為2mA時(shí))。
3.3.3 電流信號(hào)
a) 1mA~5mA或4mA~20mA電流信號(hào)(線性對(duì)應(yīng)0~1000mg/m3,也可選擇0mA~5mA或0mA~20mA);
b) 負(fù)載能力:1mA~5mA時(shí)≥800Ω;4mA~20mA時(shí)≥200Ω。
3.4 測定原理:激光散射原理。
3.5 測定對(duì)象:含有瓦斯、煤塵等爆炸混合物的煤礦井下或其它作業(yè)場所的粉塵質(zhì)量濃度。
3.6 測量范圍:0~1000 mg/m3。
3.7 基本誤差:≤±10%。
3.8 分辨率:1 mg/m3。
3.9 采樣流量:2L/min。
3.10 聲光報(bào)警功能
a) 傳感器能在測量范圍內(nèi)可任意設(shè)置報(bào)警點(diǎn)(出廠設(shè)為100 mg/m3),報(bào)警顯示值與設(shè)定值的差值≤1 mg/m3。
b) 報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度在其1 m遠(yuǎn)處的聲響信號(hào)的聲級(jí)≥80 dB(A);光信號(hào)在黑暗環(huán)境中20 m遠(yuǎn)處清晰可見。
4 主要結(jié)構(gòu)特征及工作原理
4.1外形尺寸及重量
a) 外形尺寸(如圖1,長×寬×高):270mm×145mm×73mm;
b) 重量:約1.6 kg。
圖1 粉塵濃度傳感器外形圖
4.2 主要工作原理
本傳感器主要由激光發(fā)生器、采樣泵、檢測暗室、粉塵管路和信號(hào)處理等部分組成,其原理框圖如下圖2所示。含有粉塵的空氣被采樣泵定量吸入,直射的激光照射在吸入的粉塵上產(chǎn)生漫反射,與粉塵濃度成比例的光信號(hào)進(jìn)入檢測暗室,然后被轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再經(jīng)過電路進(jìn)行校正補(bǔ)償后送微處理器,微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后直接顯示出粉塵濃度并輸出成比例的已知信號(hào)。
圖2 粉塵濃度傳感器原理框圖
5 接線與安裝
5.1 接線
傳感器出廠時(shí)配有礦用4芯電纜(MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5mm2),電纜有與傳感器配對(duì)的4芯接頭,電纜各芯按顏色區(qū)分,代表意義如下:
表2 接線規(guī)則表
線的顏色 信號(hào)類型 |
藍(lán) |
綠 |
白 |
紅 |
RS485信號(hào) | 485-A | 485-B | 電源負(fù) | 電源正 |
頻率信號(hào) | 電源負(fù) | 頻率輸出負(fù) | 頻率輸出正 | 電源正 |
電流信號(hào) | 電源負(fù) | 電流輸出負(fù) | 電流輸出正 | 電源正 |
5.2 安裝
傳感器安裝時(shí),要選擇空氣流通順暢、無淋水盡量干燥的區(qū)域,離頂板或者墻壁的距離不小于200mm。
6 數(shù)碼管及LED顯示說明
數(shù)碼管的分布見圖3,第一位為功能顯示,后三位顯示粉塵濃度值,左邊的發(fā)光二極管為指示燈,最末位的小數(shù)點(diǎn)亮,表示傳感器工作電壓超出范圍(大于25V或者小于8.5V)。
圖 3 四位數(shù)碼管
指示燈在各種輸出類型中的狀態(tài)及作用如表3所說明:
表3 指示燈功能表
狀態(tài) 指示燈類型 | 亮 | 閃爍 | 滅 |
紅色 | 電源正常 | 485方式正在通信 | 故障 |
綠色 | 輸出信號(hào)正常 | - | 輸出信號(hào)開路 |
7 傳感器的現(xiàn)場調(diào)整
傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發(fā)送器進(jìn)行調(diào)整,其外形如下圖4所示,在本傳感器中只需使用功能、“”、“
” 三個(gè)按鍵。
注意:
1. 所有參數(shù)調(diào)整后,傳感器會(huì)自動(dòng)保存;
2. 遙控器調(diào)整完畢后,都需要按“功能”鍵使首位不顯示,或者同時(shí)按“S1”、“S2”鍵,才能返回正常測量狀態(tài);
3. 遙控器首次使用時(shí),需要撥下遙控器正下方電池上的絕緣塑料;
4.調(diào)整時(shí)要將遙控器的紅外發(fā)射部分正對(duì)紅外接收區(qū)域,距離最好不超過0.5米;
5. 粉塵傳感器的校準(zhǔn)需要專業(yè)工具,礦方一般只需要做定期維護(hù),并不需要調(diào)整。
圖 4 FYF3型遙控發(fā)送器
7.1 校準(zhǔn)(不建議隨便使用)
a)調(diào)零:將傳感器置于干凈空氣中,給傳感器上電,觀察顯示是否為零,若有偏差,按遙控器上的“功能”鍵,第一位數(shù)碼管顯示“1”,然后再按“”鍵使后3位數(shù)碼管顯示為零,即可完成傳感器的調(diào)零工作。
b)濃度校準(zhǔn):將風(fēng)筒風(fēng)速調(diào)節(jié)為1.5~1.6m/s,粉塵濃度調(diào)節(jié)為600mg/m3。使用粉塵采樣器采集3分鐘以上的粉塵,然后使用天平稱出粉塵的質(zhì)量,換算成粉塵的質(zhì)量濃度,最后按下遙控器的“功能”鍵,然后再按“”和“
”鍵,使傳感器數(shù)碼管顯示的數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)濃度值一致。
傳感器在出廠前已經(jīng)標(biāo)定,用戶使用過程中應(yīng)每三個(gè)月清理一次粉塵采樣管路和暗室上的殘留粉塵,然后每半年自行標(biāo)定一次(也可返回廠家維護(hù)標(biāo)定)。
7.2 傳感器的報(bào)警設(shè)置
本傳感器設(shè)有報(bào)警設(shè)置功能,操作方法如下:按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“3”,后3位數(shù)碼管自動(dòng)顯示當(dāng)前設(shè)置的報(bào)警點(diǎn),然后再按“”和“
”鍵將報(bào)警點(diǎn)調(diào)整到需要的數(shù)值即可。
7.3 傳感器的測試功能
本傳感器設(shè)有報(bào)警測試功能,操作方法如下:按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“5”,后3位數(shù)碼管自動(dòng)顯示“500”,輸出信號(hào)和粉塵濃度值達(dá)到“500”時(shí)相同。
7.4 輸出電流的調(diào)整(只有是電流輸出方式才需要)
電流輸出的傳感器,在現(xiàn)場如果需要對(duì)輸出電流進(jìn)行校正時(shí)(一般不需要),按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數(shù)碼管顯示“6”,傳感器會(huì)自動(dòng)輸出顯示0時(shí)的電流,然后分別按“”和“
”鍵可以對(duì)零點(diǎn)輸出電流進(jìn)行調(diào)整;第一位數(shù)碼管顯示“7”時(shí),傳感器會(huì)自動(dòng)輸出滿量程時(shí)的電流,按同樣方法可以對(duì)滿量程的輸出電流進(jìn)行調(diào)整。
8 使用和維護(hù)
傳感器工作一段時(shí)間(一般3個(gè)月左右),如測定的粉塵濃度數(shù)值明顯偏小,請打開傳感器的暗室,用軟布或吹氣球輕輕將傳感器里的粉塵或油污清理干凈。
9 使用注意事項(xiàng)
9.1 注意正確接線,以免損壞設(shè)備;
9.2 接線前應(yīng)明確分站接入信號(hào)的制式和接入信號(hào)的類型;
9.3 本安產(chǎn)品不得隨意與其他未經(jīng)過聯(lián)檢的設(shè)備連接;
9.4 維修時(shí)不得改變本安電路和與本安電路有關(guān)的元器件的電氣參數(shù)、規(guī)格和型號(hào);
9.5 在煤礦井下嚴(yán)禁隨意拆卸、檢修,非專業(yè)人員請勿隨意檢修;
9.6 本傳感器的采樣系統(tǒng)相當(dāng)精密,現(xiàn)場禁止隨便調(diào)整、拆裝。
10 常見故障與維修
常見故障處理與維修見表3。
表3 常見故障處理表
序號(hào) | 故障現(xiàn)象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 指示燈不顯示 | 電源沒接好 | 重新插接 |
指示燈損壞 | 更換指示燈 | ||
2 | 不能正常顯示 | 信號(hào)輸出線斷路、短路或接觸不好 | 檢查接線 |
11 運(yùn)輸、貯存
11.1 運(yùn)輸
完整包裝的產(chǎn)品,在避免雨雪直接淋襲的條件下, 可適用于水運(yùn)、陸運(yùn)等各種運(yùn)輸方式。
11.2 貯存
完整包裝的產(chǎn)品可在干燥、無腐蝕性物質(zhì)、無強(qiáng)烈振動(dòng)的室內(nèi)存放12個(gè)月以上。
12 附件及資料
使用說明書 1份;
產(chǎn)品合格證 1份;
FYF3型遙控發(fā)送器 1只(視具體情況);
裝箱單 1份。