甲烷气体检测系统
甲烷CH4气体检测仪
甲烷CH4气体检测仪甲烷CH4气体检测仪适用于各种环境和特殊环境中的甲烷CH4气体浓度和泄露，在线检测及现场声光报警，对危险现场的作业安全起到了预警作用，此仪器采用进口的电化学传感器和微控制器技术，具有信号稳定，精度高，重复性好等优点，防爆接线方式适用于各种危险场所，并兼容各种控制器，PLC,DCS等控制系统，可以同时实现现场报警和远程监控，报警功能，4-20mA标准信号输出，继电器开关量输出。
甲烷CH4气体检测仪产品特性：①进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，适用寿命8年。
②采用先进微处理技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好。
③检测现场具有具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险场所作业的安全保障。
4现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度，类型，单位，工作状态等。
5独立气室，更换传感器无须现场标定，传感器关键参数自动识别。
6全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性。
甲烷CH4气体检测仪技术参数：检测气体：空气中的甲烷CH4检测范围：0~100ppm,0~200ppm,0~1000ppm,0~1000ppm,0~5000ppm,100%LEL可选。
分别率：0.01ppm(0~100ppm);0.1ppm(0~1000ppm);1ppm(0~10000ppm以上)；0.1LEL.工作方式：固定式连续工作，扩散式，管道式，流通时，泵吸式可选。
检测误差：≦1%（F.S）响应时间：≦10S输出信号：电流信号输出4-20MA报警方式：2路无源节点信号输出，报警点可设置。
工作环境：-20℃~50℃(特殊要求：（-40℃~+70℃)相对湿度：≦90%RH工作电压：DC12~30V传感器寿命：3年防爆形式：探头变送器及传感器均为隔爆型。
防爆等级：Exd II CT6连接电缆：三芯电缆(单根线径≧1.5mm)；建议选用屏蔽电缆。
连接距离：≦1000m.防护等级：IP65.外形尺寸：183X143X107mm.重量：1.5Kg.检测气体：空气中的甲烷CH4检测范围：0-100ppm、500ppm、1000ppm、5000ppm、0-100%LEL分辨率：0.1ppm、0.1%LEL显示方式：液晶显示温湿度：选配件，温度检测范围：-40～120℃，湿度检测范围：0-100%RH检测方式：扩散式、流通式、泵吸式可选安装方式：壁挂式、管道式检测精度：≤±3%线性误差：≤±1%响应时间：≤20秒（T90）零点漂移：≤±1%（F.S/年）恢复时间：≤20秒重复性：≤±1%信号输出：①4-20mA信号：标准的16位精度4-20mA输出芯片，传输距离1Km②RS485信号：采用标准MODBUS RTU协议，传输距离2Km③电压信号：0-5V、0-10V输出，可自行设置④脉冲信号：又称频率信号，频率范围可调（选配）⑤开关量信号：标配2组继电器，可选第三组继电器，继电器无源触点，容量220VAC3A/24VDC3A传输方式：①电缆传输：3芯、4芯电缆线，远距离传输（1-2公里）②GPRS传输：可内置GPRS模块，实时远程传输数据，不受距离限制（选配）接收设备：用户电脑、控制报警器、PLC、DCS、等报警方式：现场声光报警、外置报警器、远程控制器报警、电脑数据采集软件报警等报警设置：标准配置两级报警，可选三级报警；可设置报警方式：常规高低报警、区间控制报警电器接口：3/4″NPT内螺纹、1/2″NPT内螺纹，同时支持2种电器连接方式防爆标志：ExdII CT6（隔爆型）壳体材料：压铸铝+喷砂氧化/氟碳漆，防爆防腐蚀防护等级：IP66工作温度：-30～60℃工作电源：24VDC（12～30VDC）工作湿度：≤95%RH，无冷凝尺寸重量：183×143×107mm(L×W×H）1.5Kg(仪器净重)工作压力：0～100Kpa标准配件：说明书、合格证质保期：一年甲烷CH4气体检测仪的简单介绍:甲烷CH4报警器●自动温度补偿，零点，满量程漂移补偿●防高浓度气体冲击的自动保护功能●全软件校准功能，用户也可自行校准，用3个按键实现，操作简单●二线制4-20mA输出甲烷CH4气体检测仪的应用场所医药科研、制药生产车间、烟草公司、环境监测、学校科研、楼宇建设、消防报警、污水处理、工业气体过程控制石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、、锅炉房、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、加气站、地下燃气管道检修、室内空气质量检测、危险场所安全防护、航空航天、军用设备监测等。
甲烷气体检测电路原理
甲烷气体检测电路原理
甲烷气体检测电路主要由传感器、信号处理电路和报警电路三部分组成。
1. 传感器：传感器通常使用半导体气敏电阻或气体敏感元件来检测甲烷气体浓度。
当甲烷气体接触到传感器时，其电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化来判断甲烷气体的浓度。
2. 信号处理电路：信号处理电路用于放大、滤波和转换传感器输出的电信号，以便对甲烷气体浓度进行准确的测量和判断。
信号处理电路可以采用放大器、滤波器、模数转换器等电子元件来实现。
3. 报警电路：当甲烷气体浓度超过预设阈值时，报警电路会触发警报装置发出声光信号。
报警电路通常由比较器、触发器、蜂鸣器、指示灯等组成，当传感器输出的信号超过阈值时，比较器将触发触发器，进而触发报警装置。
整个电路工作原理是：传感器检测到甲烷气体浓度，通过输出电信号表示浓度；信号处理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波和转换处理；报警电路根据处理后的信号判断是否触发报警装置发出声光信号，以提醒人们存在甲烷气体的危险。
基于无线传输的甲烷监测系统的设计
总第213期2021年第1期机械管理开发MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Total 213No. 1,2021自动化技术与设计DOI:10.16525/l4-1134/th.2021.01.082基于无线传输的甲烷监测系统的设计侯佳敏（同煤集团四台矿，山西大同037000）摘要：介绍了无线传输甲烷监测系统的整体设计方案，从传感器节点、路由器节点和协调器节点等方面介绍 了甲烷监测系统的节点设计。
分析认为，采用无线传输技术的智能型甲烷传感器可以降低系统的功耗，减少系统更换电源的频率,提高系统的稳定性。
关键词：甲烷浓度无线传输数据采集安全生产中图分类号:TD76文献标识码:A文章编号：1003-773X （ 2021 ）01-0192-02引言在煤矿安全事故中，瓦斯爆炸为主要的事故类 型，这是由于矿井中甲烷气体的积聚造成的，加强对甲烷气体的监测，建立有效的甲烷监测系统具有重 要的作用切。
由于矿井的地下环境恶劣，使得传统的 布线式监测系统施工难度大，维护成本高，随着通信传输技术的发展，建立基于无线传输技术的甲烷监 测系统可以大大降低系统的建设成本，并且在巷道 推进的过程中，可以快速对系统进行扩展,满足煤矿的发展使用⑵。
1无线传输甲烷监测系统的整体设计方案在恶劣的矿井开采条件下，实现对甲烷气体的有效监测，要求监测系统要具备能够抵抗甲烷气体 高浓度冲击的性能,保证性能的稳定。
在监测系统的应用过程中，采用基于ZigBee 的无线传输技术，要 采用无线节点对数据信号进行传输⑶，实现对甲烷 气体的监测，无线节点采用电池供电的方式,要具有低功耗、低成本的特性，减少系统的维护。
甲烷监测 系统的整体方案如图1所示，系统由传感器节点、路由器及协调器三部分组成。
路由器网络协调器1无线通信卜・1红外解码卜*1电源电賂卜》n器RS-485 |T 被晶屏］图理 器尢线通信I电an 电路11甲烷监测系统方案原理|无域通信卜卜1外餅码卜》■1 理器T 电源电路1传感器节点是布置在矿井内的传感器，对矿井的甲烷气体进行实时检测，并输出相应的信号给单 片机，通过ZigBee 的通信将甲烷的浓度信息传输给 路由器，路由器实现通讯距离的增加,保证矿井内全部区域的信号覆盖。
甲烷检测仪器工作原理
甲烷检测仪器工作原理
甲烷检测仪器的工作原理是基于气体的化学反应和光学测量的原理。
首先，甲烷检测仪器通常会使用一种称为甲烷传感器的气体传感器。
甲烷传感器通常采用金属氧化物半导体（Metal Oxide Semiconductor，简称MOS）作为敏感元件。
当甲烷气体通过传感器时，甲烷分子中的CH4会与传感器表面的氧气发生化学反应，导致传感器的电阻值发生变化。
这个电阻值的变化与甲烷气体的浓度成正比，因此可以通过测量电阻值的变化来确定甲烷气体的浓度。
其次，甲烷检测仪器还可以基于红外吸收光谱原理进行测量。
红外光谱法是一种常用的非侵入式测量方法，可以通过检测特定波长的红外光被样品中的分子吸收的程度来确定甲烷气体的浓度。
在甲烷检测仪器中，一束包含甲烷吸收特征波长的红外光通过气体样品，然后通过光学元件进行检测。
被吸收的光量与甲烷气体的浓度成正比，因此可以通过测量吸收光量的变化来确定甲烷气体的浓度。
综上所述，甲烷检测仪器的工作原理主要包括甲烷传感器的化学反应和红外吸收光谱的测量原理。
这些原理能够有效地检测甲烷气体的浓度，并广泛应用于甲烷泄漏检测、燃气检测等领域。
甲烷CH4检测仪
DG100固定式甲烷检测仪简介:IDG100固定式甲烷检测仪是伟联安电子运用十多年技术经验，独立研发设计的一款固定式、无显示型甲烷气体检测仪，产品默认输出信号为4－20mA电流。
产品运用当前最先进的微电子处理技术，搭配国外原装进口气体传感器，可快速、准确地检测目标气体。
产品为三防设计：防高浓度过载（带自我保护功能）、防止人员误操作（内置按键）、防雷击（三级标准）。
本质安全型电路设计，配备铝合金防爆外壳，即使恶劣环境下，也能安全使用。
IDG100固定式甲烷检测仪为气体扩散式。
检测原理为当目标气体进入气体探头部分后，内部的传感器会第一时间发出感应。
传感器根据气体浓度的高低会产生一定电量信号。
该信号经过电路放大处理后，由CPU 经过AD采样、温度补偿、智能计算后，输出精准的4－20mA电流信号、RS485通讯信号、0－5V电压信号、ZIGBEE、NRF、WIFI、GPRS无线信号等。
客户可通过采集这些信号，与伟联安公司的气体报警控制主机、PLC、DCS、上位机等系统配套使用,进行报警、数据再处理。
另外，产品内部配有1组继电器（开关量信号），可与风机、电磁阀的控制设备进行联动，最大限度地保障您的生命和财产安全。
IDG100固定式甲烷检测仪还可根据客户需求，选配声光报警、管道式气杯、泵吸式气杯等。
二、产品特点●本质安全型电路设计、安全可靠；●国外原装进口气体传感器，反应速度快、误差率低、抗干扰能力强；●200多种气体，多种量程、多种信号输出可供选择；●强大的声光报警功能，声响在85dB以上；●自带全量程温度补偿和数据修正功能，提高了产品的精度性和稳定性；●1组继电器（开关量信号）信号输出，方便与风机或电磁阀的控制设备联动使用；●可通过调节内部按键，调整零点和目标点；●独特的结构设计，安装、布线简单方便，节约成本。
●铝合金铸体防爆外壳，安全有保障；●防爆证等级：ExdIICT6Gb●防爆证编号：CNEx14.1674●防护等级：IP65三、产品参数检测气体甲烷化学式CH4检测原理半导体式、催化燃烧式、红外线式、热传导式量程0－5000PPM、10000PPM、20000PPM、0－100%LEL、0－5%VOL、0-100%VOL可选分辨率50PPM、100PPM、0.1%LEL、0.1VOL%、1%VOL可选（根据量程和传感器而定）检测方式气体扩散式、管道式、泵吸式可选安装方式靠墙面安装（离气体泄漏源最近的地方）输出信号4－20mA电流信号(还可提供0-5V范围内的电压输出)设计标准GB50493-2009《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB12358-2006《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》执行标准GB3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备第一部分：通用要求》GB3836.2-2010《爆炸性气体环境用电气设备第二部分：隔爆型“d”》Q/SGA01-2014《伟联安电子科技有限公司企业执行标准》级别工业级显示方式无(可选液晶显示)工作电压DC12－30V外壳材质铝合金铸体精度≤±3%声光报警LED灯+≥85dB(选配)响应时间≤30S（T90）继电器1组(1A/24VDC)(选配)重复性≤±2%防爆等级ExdⅡCT6Gb线性误差≤±2%防爆证号CNEx14.1674零点漂移≤±1%（F.S/年）防护等级IP65工作温度-20℃～+50℃(特殊要求请咨询)计量证可选工作湿度≤95%RH无结露线制两线制或三线制（分线式）工作压力86～106Kpa固定位置2处功耗≤1.5W（DC24V）进线口M20*1.5尺寸168mm×140mm×75mm出线口M20*1.5覆盖半径≤7.5米设计寿命2～5年（根据传感器而定）重量约1.3KG附件包装盒、说明书、合格证、出货单、各一份四、应用场所石油石化、化工厂、冶炼厂、钢铁厂、煤炭厂、热电厂、医药科研、制药生产车间、烟草公司、环境监测、学校科研、楼宇建设、消防报警、污水处理、工业气体过程控制、锅炉房、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、加气站、地下燃气管道检修、室内空气质量检测、危险场所安全防护、航空航天、军用设备监测等。
分布式激光甲烷检测系统振动干扰诊断与辨识
分布式激光甲烷检测系统振动干扰诊断与辨识郭清华【摘要】为消除外界振动对分布式激光甲烷检测系统的影响,在分析振动对光纤物理特性及甲烷检测的影响、振动波形频率特征的基础上,提出一种基于实时采样信号和设定频率信号的振动波形辨识算法.该算法通过傅里叶变换、互相关运算、最大相似系数判定和甲烷浓度解算等步骤,有效识别出不同频率的外界振动波形,进而可准确删除振动波形,消除外界振动对甲烷浓度测量值的影响.实验室测试及工业性测试结果表明,该算法能有效识别出不同频率的振动干扰,避免振动信号引入的测量误差.【期刊名称】《工矿自动化》【年(卷),期】2018(044)008【总页数】6页(P1-6)【关键词】分布式激光甲烷检测;点式激光甲烷传感器;激光自稳频;甲烷浓度测量;振动干扰;振动波形辨识【作者】郭清华【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD7120 引言瓦斯灾害是煤矿开采领域的主要灾害之一，瓦斯气体的主要成分是甲烷，属于易燃易爆气体[1]。
国家安全生产监督管理总局于2015年颁布了《强化煤矿瓦斯防治十条规定》[2]，明确了对瓦斯浓度监测的相关要求。
为确保瓦斯浓度的准确监测，国际先进的激光气体检测技术正逐步在煤矿推广应用。
目前，国内多个厂家相继研制成功了点式激光甲烷传感器，并在煤矿等现场进行了应用[3-4]。
在分布式多点激光气体传感方面，文献[5]对TDM(Time Division Multiplex ，时分复用)技术在光纤气体传感中的应用进行了分析，给出了理论模型，并对复用数量和灵敏度进行理论预测，实现了基于TDM的多点光纤传感系统。
文献[6]基于TDM技术，提出采用在光路中嵌入标定池的方法来反演瓦斯浓度。
文献[7]提出了一种适用于煤矿瓦斯监测的光纤传感方法，采用SDM(Space Division Multiplex ，空分复用)技术实现光纤传感网络。
红外甲烷气体浓度检测系统设计
红外甲烷气体浓度检测系统设计朱红秀;孙连昆;王忠华;聂哲;刘欢【摘要】In order to accurately measure the volume of methane gas concentration ,we adopted the parallel infrared illuminant ,IRL715EN-PR ,to design an infrared methane gas detection system .The whole detection system consisted of hardware circuit and software system .We put forward and implemented a new algorithm about signal processing .At the same time ,a feeding dog in interrupt service routine (ISR)program was designed so as to greatly extend the watchdog timer reset time .Using Matlab for data fitting ,we achieved a function of concentra-tion and voltage of the system .Experiments show that the volume concentration is in the range from 0% to 4% ,the greatest relative error of the system is less than 1% .%为了精确测量甲烷气体的体积浓度，采用平行红外光源IRL715EN-PR设计了红外甲烷气体检测系统。
整个检测系统由硬件电路和软件系统组成。
基于TDLAS技术的甲烷气体浓度识别系统
122化工自动化及仪表2021年基于TDLAS技术的甲烷气体浓度识别系统阚玲玲1叶蕾1王喜良2陈建玲＜宋福政&(1.东北石油大学电气信息工程学院;2.上汽通用东岳汽车有限公司冲压车间；3.中海石油(中国)有限公司天津分公司；4.大庆油田有限责任公司第五采油厂第五油矿高一队)摘要以不同浓度的甲烷气体为研究对象，利用甲烷在1653.7n m处的吸收峰，搭建基于TDLAS技术的甲烷气体浓度识别系统，利用Matlab软件拟合不同配比甲烷气体浓度曲线,并用其他标准浓度气体进行精度验证。
搭建的基于TDLAS技术的甲烷浓度识别系统由气体浓度配比、光电检测和信号采集处理3部分组成。
使用高精度流量计，利用高纯氮气稀释高浓度甲烷配比低浓度甲烷气体作为检测气体，并通过实验数据分析配比误差。
实验结果表明：搭建的基于TDLAS技术的甲烷气体浓度识别系统气体标定准确，气体浓度识别精度高。
关键词可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波气体浓度标定识别中图分类号TH744文献标识码A文章编号1000-3932(2021)02-0122-07天然气的主要成分是易燃易爆的甲烷(CH&)气体#由于甲烷能够吸收特定波长的红外辐射，近年来，基于红外检测技术的天然气管道泄漏检测方法得到广泛关注［1，2&。
现阶段，利用可调谐二极管激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)测量气体浓度已广泛应用⑶。
为了降低TDLAS系统的检测限，针对系统中无法避免的干扰和噪声，越来越多的后续处理算法被研究和应用⑷。
2014年，吉林大学郑传涛课题组在TDLAS系统中引入小波去噪(WD),最小检测限(MDL)从4ppm(1ppm=0.001")降到了1ppm,在4~50ppm浓度范围内，最大检测误差从6.2%降至3.8%［5&。
2015年安徽大学课题组提出了一种基于离散小波变换(DWT"的方法，选择最佳小波可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)进行自适应处理，用于分子光谱和痕量气体检测等定量分析同。
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甲烷气体检测报警系统
一、方案概述
在石油化工装置中不可避免地存在着各种易燃易爆、有毒有害的气体(或蒸汽)，这些气体一旦泄露或积聚在周围环境中，将可能引起火灾、爆炸或人身中毒等恶性事故。
为了保证生产和人身安全，应设置可靠的甲烷气体和有毒气体检测报警器，连续监控控制环境中甲烷和有毒气体的浓度情况，及时发出报警。
本检测报警系统就是为了实现对油库各控制室以及储罐附件接口等处的甲烷气体进行实时浓度监测与报警实现和集中统一管理。
为了实现可靠的甲烷气体检测报警系统。
初步对甲烷气体检测报警系统进行设计，包括检测点的设置，检测器和指示报警设备的选型，系统配置以及安装到检测系统实现的整体预设。
系统主要功能包括：
（1）实时监测油库控制室及灌区附近甲烷气体和有毒气体的含量，达到一定浓度时实时报警。
（2）通过上位机系统监控中心实时观看油库的现场情况。
（3）在监控中心实时记录以上各监测数据，对数据统一集中管理。
（4）并能通过声光报警、语音报警、LED屏幕显示等多种方式发出报警信息，及时告知维护管理责任人。
（5）对历史数据的自动分类整理。
（6）管理软件提供事件查询、告警配置和查询、环境参数浏览。
二、方案介绍与设计
1检测点的定位
通过对油库的细致分析，我们不难发现设置甲烷气体探测器的最佳位置或必要设置点。
如容器或储罐溢流口附近,物料进出口开关附近，管道与容器、阀件等之间接口处附近，以
及周围工作控制室等位置。
具体到某个装置时可做更具体的分析，根据上述可能泄露的部位,确定甲烷体探测器布置的最佳位置或必要设置点，从而保证泄漏的甲烷气体充分扩散到检测器附近，使泄漏险情及时被探知。
2检测报警系统的选择
针对油库的实际环境与自然条件的限制，选用红外线甲烷气体探测器较为合适，因为红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类甲烷气体，比较适用于油库的环境类型。
红外线甲烷气体探测器属于无干扰智能型产品，具有良好的安全性能，操作灵活简便。
这种探测器的一个主要的特点是它的自动校准功能，可以通过带背光的液晶显示屏上的提示一步步地引导操作者进行校准。
传感器及信号发生器被安装在一个防爆机壳内，机壳上有玻璃罩，正好适用于油库这种特别要求的环境中。
这种产品系列延续了在气体传感器设计中体现的“易于安装、易于维护”的理念。
SK-600-CH4型红外线甲烷气体探测器特点：
（1）独特的小型即插型现场可更换传感器
（2）无干扰、智能型探测器界面
（3）加热的光学设计避免了冷凝现象
（4）故障自诊断功能
（5）极少的维护要求，长期使用成本低廉
（6）低能耗
3检测报警系统安装与实现
整个检测系统可由检测器和报警器组成，也可以结合PLC控制器与组态功能，实现上位机直接观测被检测地点实时情况的远程智能检测报警系统。
此检测仪器带有声光和振动报警功能，根据具体需要，可以设置为具有消音和锁存功能，只通过上位机获取各检测点的直观甲烷气体浓度值。
此外检测系统还可以通过自身或外接存储器记录以往的历史检测数据。
工作人员可以通过PC机或监控仪器上获取红外线甲烷气体探测器所的实时和历史数据，便于查询和分析。
当检测到甲烷物浓度达到危险值，可通过PLC控制器自动实现报警器的报警显示功能。
报警器可采用蜂鸣器、指示灯、指示仪等常规仪表，也有PLC、分散控制系统、数据采集系统、工业控制计算机或专用报警显示设备等电子设备。
报警器包括信号设定器和闪光报警两个基本单元。
为保证检测报警系统的可靠性，报警控制器或信号设定器应与检测器一对一相对独立设置，闪光报警单元可与其他仪表系统共用，对重要的报警与自动保护有关的报警，应与独立设置。
指示报警设备应安装在有人值守的控制室、现场操作室内。
现场报警器应就近安装在检测器所在的区域。
除此之外，在设计检测器时需要充分考虑其安装位置的合理性，为以后的使用、维护、检定提供方便。
根据现场的空气可能环流及空气流动的上升趋势，以及厂房的空气自然流动情况、通风通道等综合推测，当发生大量泄漏时，根据甲烷气体或有毒气体在平面上自然扩散的趋势方向，确定平面位置，再根据泄漏气体的密度并结合空气流动的方向，确定空间位置。
三、方案总结
综上，本方案即利用典型的红外线甲烷气体探测器为引导，实现由检测器和报警器，结合PLC控制器与组态功能，最终实现上位机直接观测与控制被检测地点实时情况的远程智能检测报警系统。
此外，还可考虑将甲烷、有毒气体检测报警系统，与火灾检测报警系统合并
设置，即设置火灾和气体检测报警系统。
这样将安全独立于过程控制，可以实现联网，构成一个完整的防火、灭火的消防安全系统，从而确保生产的安全运行。
此种方式安全管理级别更高，推荐贵项目组考虑使用此方式。