GJG10H型红外甲烷传感器.
光干涉甲烷传感器
光干涉甲烷传感器
GJG10A光干涉甲烷传感器
GJG10A光干涉甲烷传感器主要用于监测煤矿井下环境气体中的甲烷浓度，可以连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备，并具有就地显示甲烷浓度值，超限声光报警等功能。
还可与各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、回风巷道等地点固定使用。
应用光干涉原理来测量甲烷浓度，克服了载体催化元件式甲烷传感器使用寿命短、易中毒、稳定性差等缺点，采用嵌入式控制系统对信号进行多重技术处理和分析，使用寿命超过三年。
具有性能稳定、寿命长、测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用易维护等特点。
仪器软件上采用智能化设计,易于调校和维护,大大节约了仪器的使用与维护费用。
GJG10A光干涉甲烷传感器主要技术指标：
测量范围：0～10.00%CH4
测量精度：0.00～1.00%CH4 ≤±0.10%CH4
1.00～4.00%CH4 ≤±0.20%CH4
4.00～7.00%CH4 ≤±0.30%CH4
7.00～10.00%CH4 ≤±0.35%CH4
检测反应速度：≤30s
调校周期：≤1个月
使用寿命：≥3年
信号带负载能力：0～400Ω
报警方式：二级间歇式声光报警，≥80dB(声强)，能见度>20m(光强)
报警点范围：0.5～1.5%CH4连续可调
采样方式：泵吸式
整机工作电压：9～24V DC
整机工作电流：≤100mA DC
传输距离：2km(供电18V DC使用1.5mm2截面铜芯电缆) 输出信号：200～1000Hz(脉冲宽度大于0.3ms)
防爆型式：ExibⅠ矿用本质安全型。
煤矿一通三防技术要求
工作压力
30kpa～130kpa〔绝压〕
工作电压
(9～24.5) VDC
工作电流
≤50 mA·24VDC
输出信号
200 Hz～1000Hz〔线性对应0.00～10. 0%CH4〕
传输距离
＞3 km
报警方式
间歇式声光报警
采样方式
自由扩散式
使用寿命
≥5年
防爆型式
ExibⅠ矿用本质安全型
产品性能要求：
必须能适应煤矿井下风速的测量要求，能适应测风站、进回风巷和采区工作面等安装环境，具有遥控调校功能，检出量不受环境温度气压、粉尘和电磁干扰阻碍。风速低于下限或高于上限时发出声光报警。
采购技术指标：
测量范畴
0.3—15m/s
差不多误差
≤±0.3%
工作电压
12～18V DC
工作电流
≤70mADC
采购技术指标：
测量范畴
0～10.0%CH4
辨论率
0.01％CH4
测量精度
0.00～1.00%CH4 ≤ ±0.06% CH4
1.00～10.0 CH4≤ 真值的asdfasdf234!@#!@#@#$%@#$%%^#$^@$^!@#$@#$±6%
响应时刻
≤25s
调校周期
6个月
工作温度
0～40℃
工作湿度
要紧技术指标：
馈电监测电压等级
1140 V AC、660 V AC
工作电压
〔12～24.5〕VDC
工作电流
≤100mA
本安输入
24.５VDC/500mA
本安馈电信号输出
1mA/5mA
断电容量
36V/5A或660V/0.5A断电操纵距离≥2 km
红外甲烷传感器在煤矿安全中的作用
ＧＪＧｌｏＨ红外甲烷传感器的应用
目前．ＧＪＧＩＯＨ红外甲烷传感器已经在晋煤集团寺 河矿，鹤岗矿业集团南山矿、郑攥集团裴沟矿和超化矿、 平煤集团四矿、峰蜂集团薛村矿和羊槊河矿等多个煤矿 进行了工业性试用，先后投人试用设备２００多台．追盟 全国９个省．经过长时间井下试用，ＧＪＧｌＯＨ红外甲烷 传感器表现出了良好的性能。耐繁准确信移小，无需
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３３
ｆｆｌ波长的红外光有一极强的吸收蜂．正是这个光谱特 ｒ滤光片
性，实现了甲垸气体的｝皇测。
参考感应器
首先，这些产品在我国矿井Ｉ啪高粉尘，高湿度环
境无法正常使用；其次是这些产品ｆｆｆ｝｝｝昂贵．国内的企 业唯以接受；同时．这些产品ｊ正不能与国内谋矿现有的
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编辑余蔑君
万 方数据
红外甲烷传感器在煤矿安全中的作用
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 于东波
劳动保护 LABOUR PROTECTION 2008，(3) 1次
本文链接：/Periodical_ldbh200803044.aspx 授权使用：中南财经政法大学(wfzncjzf)，授权号：78584e18-0b90-4696-b5f6-9ec7001a082a 下载时间：2011年4月16日
３３
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ｍ波长的红外
光有一极强的吸收峰，而杂质气体中影响牧人的水蒸汽 和二氧化碳则井无明显啦收这个光谱特性．米实现甲烷 气体检测。 测量气体分于的光吸收啭是气体种类识别和气体分 于浓度测定的有效手段。煤矿红外甲烷传感器所采用的 光谱气体传感技术，正是摹于甲烷（ｅ１１４）分子振动／转动 吸收特征谱或泛颔／复台吸收谱线与发光光源发射谱问 的光谱一致性。当红外光通过待侧气体时，甲烷埘３
GJG100H(A)管道红外甲烷说明书.doc
2.使用环境
温度：
0 ℃ ～ +40 ℃；
相对湿度： ≤95％（+25℃）；
大气压力： 80 kPa – 116 kPa；
风速：
≤8 m/s；
含甲烷、煤尘等爆炸性气体的场所，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场所。
无明显振动、冲击的场所。
３.主要技术参数
⑴测量范围：0～100% CH4
⑵测量误差：
测量范围
基本误差
⑼工作电压： 直流 9V～24.5V 。 ⑽工作电流： 不大于 110mA. ⑾标定流量： 200 ml/min。
４.结构、工作原理
4.1 外形尺寸及重量 外形尺寸（l×b×h）： 重量： 约 1.5kg。 外形如图 1 所示：
264.1
mm × 145.5 mm
×51.2 mm。
图 1 传感器外壳尺寸图
⑴调零：当通入新鲜空气时，按遥控器面板上“瓦斯”键，进入功能 1，数码管显 示数为“1 ×.××”。再按 “参数+”或“参数-”时，调整传感器零点（当功能号 1 后显示小数点即“1 . ×.××”时，表示数值为“- ×.××”），使数码管显示“1 0.00”。
⑵调精度：给传感器通入 2.00%左右浓度的标准瓦斯气体，按遥控器面板上“功能+” 或“功能-”进入功能 2，数码管显示为“2 ×.××”，按 “参数+”或“参数-”使数 码管显示对应标准气体的浓度。
图 2 传感器工作原理框图 5. 传感器的外部接线
本传感器的外部接线采用航空插座方式，外配一个带航空插头的 1.5 米电缆线（型号 MHYVR-1x5x7/0.3,外径约 8mm），航空插头各引脚的定义及电缆芯线的对应关系如下：
1 号脚-- 电缆红芯 --- 电源 + 2 号脚-- 电缆白芯 --- 电源 3 号脚-- 电缆蓝芯 --- 信号 + 4 号脚-- 电缆绿芯 --- 信号 – 5 号脚-- 电缆黄芯 --- 断电 + 6. 传感器通讯 当传感器用 RS485 接口和外部进行数据通信时，要用遥控器设置好地址，同时要确 保通信协议和本传感器专用通信协议一致。线路板显示窗口的红色发光二极管(H8)指示 接收数据，绿色发光二极管(H9)指示本机返回数据。短接线 S1 用来设置 RS485 接口的终 端电阻(当传感器处在数据通信线的末端时，将该短接线用专用插块接好)。 注：其频率与 RS485 输出方式的切换在功能 6 中实现，详见传感器调整。 7．传感器的调整 预热 20 分钟后方可进行调整，正常调整应具备新鲜空气、2% 左右的标准甲烷-空气 混合气体。调整顺序应该是先调零点，再调精度。传感器通电后，依次显示软件版本、
浅谈甲烷传感器常见故障及处理方法
浅谈甲烷传感器常见故障及处理方法摘要：本文主要简述了甲烷传感器的工作原理，甲烷传感器的重要作用,对其常见的甲烷传感器故障原因进行了分析，并提出了相应的解决方法及日常维护注意事项。
关键词：甲烷传感器、常见故障、处理方法一、概述矿井监控系统是煤矿安全高效生产的重要保证，在煤矿安全生产、紧急避险、应急救援和事故调查中发挥着重要作用。
甲烷浓度超过断电浓度、掘进工作面停风或风量低于规定值时，必须切断被控区域非本质安全型电气设备的电源。
因此，甲烷传感器是否灵敏可靠是矿井安全监控最基本、最重要的功能。
而煤矿安全监控系统在日常使用过程中，由于各种因素会导致甲烷传感器故障的发生，这就会给煤矿安全生产带来严重的隐患。
由于国家使用新技术，新装备，我矿已淘汰了热催化式和热导式以及红外式甲烷传感器的使用。
本文从实际出发对常见的激光甲烷传感器进行了分析和总结，并提出了相应的解决方法以及在日常维护中注意事项进行了说明。
二、激光甲烷传感器原理该传感器由开关电源电路、温湿度测量电路、频率输出电路、红外遥控接收电路、单片机电路、显示电路、无线通讯电路和485通讯电路组成。
传感器以低功耗单片机为核心，通过激光元件实现(0~100)%CH4的实时测量和显示，同时输出频率信号至上位机。
当甲烷浓度达到设定的报警值时，发出声光报警。
传感器还可同时检测并显示环境温度和环境湿度。
传感器通过配套红外遥控器实现传感器调校维护、报警点、显示模式和输出信号制式等参数设置。
为满足监测系统井下总线的需要，该传感器还设计有RS485通讯功能，使该传感器既可使用在现行煤矿安全监控系统上，也可使用在基于现场总线的全数字安全监控系统上。
原理框图见下图。
三、激光传感器常见故障由于煤矿井下条件复杂,监控分站、通讯电缆、甲烷传感器所处井下环境恶劣在加上人员巡查不到位，有时会造成监控线缆被挤受潮、氧化等，监控分站电路板损坏，瓦斯传感器故障，地面中心机房操作失误都会造成传感器故障。
GJC甲烷传感器说明书完整版
G J C甲烷传感器说明书集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]GJC4矿用甲烷传感器使用说明书执行标准：GB3836-2010AQ 6203-2006Q/SW02-2015出版日期：2015/05/25使用说明书警示：维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号！本安关联产品不得随意改变配置！1. 概述GJC4矿用甲烷传感器(以下简称传感器)是集甲烷气体检测、声光报警、监测数据显示、通信为一体的低浓度甲烷传感器。
本传感器采用最新技术，采用冗余设计，提高了传感器的可靠性，并符合国家和煤炭工业有关行业标准《AQ 6203-2006 煤矿用低浓度载体催化式甲烷传感器》。
传感器外观：其正面为传感器的外形及LED显示器上部有固定传感器的提手、中间部安装有喇叭、下部有光报警玻璃罩、左上部为电源和通信电缆接口。
GJC4矿用甲烷传感器是为满足在易燃易爆场所对低浓度甲烷（）的监测而设计的。
本传感器设计的防爆级别为本质安全。
产品符合相应的国家或行业标准。
满足特殊场所，如：煤矿的安全监控等需求。
传感器的基本电路结构如图1所示（按信号传递规则）。
GJC4矿用甲烷传感器采用微电子技术，吸收国内外众多甲烷传感器的特点，并在此基础上形成构造出独特的产品。
传感器采用通用微处理器和高精度A/D转换器，具有工作精度高、稳定可靠的特点，数据通信为一体。
减少了在构造监控系统时所需的设备类型，方便用户使用。
2. 产品特点传感器使用环境（工作条件）a 工作温度：0℃～+40℃；b 存储温度：-40℃～+60℃；c 相对湿度：<95%；d 气压：86kPa～110 KPa；使用地点无强烈腐蚀性气体，含有瓦斯或者煤尘的矿井下；无淋水、沁水、蒸汽的环境中。
检测范围甲烷检测范围：；电源（必须使用具有安全标志的矿用本质安全电源）工作电压：9V～24V DC（矿用本质安全电源）；工作电流 < 100mA DC（18V DC）。
盾构法穿越含沼气地层施工控制技术
盾构法穿越含沼气地层施工控制技术摘要：主要介绍武汉地铁二号线盾构施工中，隧道线路需穿越沼气地层，根据沼气对施工的影响，应用气体检测系统，通过实施沼气排放、隧道通风等措施，保证盾构机顺利穿越含沼气的复杂地层。
关键词：沼气盾构监测防爆通风系统一工程概况：武汉地铁二号线五标金色雅园站～汉口火车站站区间范围内场地属长江I级阶地，地形总体上呈北高南低之势，坡降较缓，场地所处的地貌单一，拟建场地类别为II类。
该区间盾构穿越的地层主要有：（3—3）层淤泥质粉质粘土，（3—4）层粉质粘土夹粉土，（3—5）层粉质黏土、粉土、粉质粘土夹粉土、粉砂。
其中在淤泥质粉质粘土夹粉土层含有大量沼气的储气层，特征如图一所示：二沼气的勘察情况沼气主要成分主要为甲烷，无色无味气体，密度比空气小，易积聚，是可燃烧的主要气体，其次区间还含有二氧化碳气体、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等，通过23个沼气探测孔的连续监测，有6个监测孔的甲烷浓度超过5%，具有发生爆炸事故的条件；11个孔的浓度超过1%，超过施工场所甲烷浓度限值。
其中硫化氢、一氧化碳超出国家规定危险报警低限值，易造成重大伤亡事故。
地铁施工场地沿线可划分为两个有害气体压力区段，即大于孔隙气压力区段（Ⅰ区：气体压力高于孔隙压力，压力区间0.150~0.310MPa，钻孔内气体可逸出地表，约470m）和小于孔隙气压力区段（Ⅱ区：气体压力低于孔隙压力，压力区间0.100~0.228MPa，钻孔内气体不能逸出地表，但可逐渐挥发，约540m）。
盾构施工掘进过程中经过Ⅰ区时，气体浓度短时间内会迅速升高，若抽排不及时则将造成严重后果；经过Ⅱ区时，气体浓度短时间内会不会升高，若抽排及时则不会造成严重后果。
三沼气对工程影响分析根据本次地下有害气体勘察、监测情况结合岩土工程勘察报告分析，（3-4）、（3-5）层土为场地主要储气层，具备低压浅层天然气田的特点。
地铁沿线全部都在储气层中穿越，在盾构开挖过程中，随着盾构刀盘切削掌子面的土体，储气层中的有害气体将必然对施工造成危害。
KJ90系列监控系统介绍
KJ90N系列监控系统介绍目录一、 KJ90NA型煤矿安全综合监控系统 (1)二、 KJ90NB全矿井综合自动化系统 (3)三、 KJ90-F8/KJ90-F16型井下监控分站 (4)四、 KDW0.3/660系列矿用隔爆兼本安直流稳压电源 (4)五、 KDG-1型井下远程断电器(原KDD-1型) (5)六、 KDG2型远程断电器(原KDD-2) (5)七、 KJD-18矿用隔爆兼本安型馈电断电器 (5)八、 KDG3K型井下远程馈电断电器 (5)九、 KG9701A型低浓度甲烷传感器 (6)十、 KG9001C型高低浓度甲烷传感器 (6)十一、 GJG100H（B）型红外甲烷传感器 (7)十二、 KGU9901型液位传感器(原KG9901型) (7)十三、 KGF15型风速传感器(原CW-1型) (7)十四、 GML(A)型风门开闭传感器(原KG92-1型) (8)十五、 GF型风流压力传感器(原KG9501B型) (8)十六、 GWD40(B)型矿用温度传感器（原KG3004B） (9)十七、 GW50(A)型温度传感器(原KG9301型) (9)十八、 GTH500(B)型一氧化碳传感器(原KG9201、GT500(A)型) (9)十九、 GQF0.1(A)型烟雾传感器(原KG8005A) (9)一、KJ90NA型煤矿安全综合监控系统本系统是重庆煤科院自主研制开发的品牌产品，在我国煤炭行业得到了大量推广应用，连续多年市场占有率第一，取得了良好信誉，深受广大煤矿用户欢迎。
目前已在国内推广应用上千套，用户遍布四川、云南、贵州、山西、山东、河南、河北、安徽、江苏、黑龙江、新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙、广西、陕西、重庆等地区。
曾获部级科技进步奖。
(1)系统组成：采用时分制分布式结构，主要由地面监控主机、数据库服务器、网络终端、图形工作站、通信接口、避雷器、系列监控分站、各种传感器和控制执行器等部分组成。
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2010年第 1期 No. 12010
煤炭科技
COAL SCIENCE &TECHNOLOGY MAGAZINE
文章编号 :1008-3731(2010 01-0080-02
1问题的提出
目前国内煤矿井下瓦斯检测普遍采用热催化式
甲烷传感器 , 其工作稳定性差 , 检测范围窄 , 需要经常标定 , 传感元件使用寿命短 , 对某些气体容易引起中毒成为热催化原理检测的致命缺陷 , 井下高粉尘、
高湿度环境会加速热催化式传感器的老化 , 影响传感器的性能。
因此 , 开发一种新型的甲烷检测仪表是十分必要的。
2国内外红外甲烷传感器发展使用情况
国外使用红外原理检测甲烷浓度的技术已较为
成熟 , 红外甲烷传感器已广泛应用于煤矿井下 , 对安全生产发挥了重要作用。
国外的红外气体传感器产品已经历了由大到小、由低浓度测量到高浓度测量的发展阶段。
目前不仅有固定式检测仪表 , 还有便携式检测仪表 , 对环境的适应能力在不断提高 , 工作电流也进一步减小。
其代表性产品有英国科尔康公司生产的CIRRUS 型红外传感器 , 德国德尔格 (Drager 生产的红外气体变送器 , 美国传感器技术有限公司 (IST 生产的 IR 型红外光式传感器。
这些产品性能稳定 , 测量准确 , 为我国开发矿用红外甲烷传感器从技术上提供了借鉴。
通过几年的努力 , 国内先后开发出了具有自主知识产权的红外甲烷传感器 , 如 :煤炭科学研究总院重庆研究院研究开发的 GJG10H 型红外甲烷传感器 , GJG100H (B 型红外甲烷传感器和 GJG100H (B
型 (管道用红外甲烷传感器等。
3红外气体检测原理
每种极性分子结构的气体如 SO 2、 CO 2、 CH 4等 ,
都有对应的红外线特征吸收波长 , CH 4特征吸收波长为3. 3μm 。
首先由单片机通过控制电路调制红外光源发出一定频率的红外光 , 红外光通过充有待测气体的光学气室 , 到达两片波长完全不同的滤光片 , 一路探测滤光片允许目标气体特征吸收波长的光通过 , 另一路参比滤光片允许不可能被目标气体吸收的红外光通过。
经过滤光片筛选的红外光最终到达红外线探测元件转换为电信号 , 由后部滤波放大电路处理后输入到快速多路 AD 转换器。
由于红外线检测受温度影响很大 , 所以需要温度补偿。
红外甲烷传感器检测原理如图 1所示。
图 1红外甲烷传感器整机原理
4性能优势
(1 测量准确 :与催化原理传感器相比 , 红外甲
GJG10H 型红外甲烷传感器
刘怀森 1, 程伟 1, 高修忠 2, 孙世岭 3
(1. 徐州矿务集团有限公司生产技术部 , 江苏徐州 221006; 2. 徐州矿务集团有限公司庞庄煤矿 , 江苏徐州 221141; 3.
煤炭科学研究总院重庆研究院 , 重庆 400037
摘要 :非色散红外 (NDIR 气体检测技术是近几年发展起来的一种先进的气体分析技术 , 具
有检测精度高 , 响应时间快 , 检测范围宽 , 性能稳定 , 不受检测环境中其他气体的干扰 , 寿命长等特点。
随着红外甲烷传感器技术的提高和成本的降低 , 将在煤矿安全监控领域得到广泛的应用。
关键词 :红外甲烷传感器 ; 性能稳定 ; 应用中图分类号 :TD712+. 55
文献标志码 :B
红外光源
气室
双路光传感器
前置滤波放大
频率控制温度补偿
多通道 AD 转换
单片机智能系统
显示按键遥控信号输出报警
80
文章编号 :1008-3731(2010 01-0081-02
烷传感器测量结果不受气体流速的影响。
(2 测量误差小 , 精度高 :与催化原理传感器相比 , 红外甲烷传感器测量误差小于 6%。
(3 反应速度快 :由于红外线检测过程中并不消耗被检测气体 , 从原理上来说可达到实时响应的效果 , 在同为扩散环境的条件下红外线检测一般比催化式检测快7s 。
(4 标定周期长 :由于内部采用单光路双波长测量 , 既保证了测量结果的准确稳定 , 又可防止长久工作引起的测量值的衰减。
所以长期稳定性好 , 标校周期一般为 6个月。
(5 不受背景气体干扰 :由于红外线检测元件接收的红外光只跟甲烷气体有关
系 , 所以无论背景气体怎么改变 , 都不影响所测甲烷气体的浓度 , 更不存在有毒有害气体中毒等现象。
(6 测量范围宽 :此红外甲烷传感器可连续精确测量 0~100%范围的甲烷气体浓度 , 更能满足煤矿井下监测甲烷气体浓度的需要。
(7 功耗低 :气体探测部分采用了目前国际上先进的非色散红外检测技术 , 整个气体检测过程中无大功率器件 , 从而使整机功率大大降低 , 可保证传感器在井下更长距离的带载能力。
5结语
GJG10H 型红外甲烷传感器的研制成功 , 是对采用热催化式甲烷传感器的超越。
该传感器寿命为 3 ~5a , 完全基于我国煤矿地下的实地环境设计 , 能有效进行复杂环境下甲烷气体的监测 , 并且完全兼容煤矿现有的安全监测系统 , 同时还具有无需标定、全量程测量等诸多特点。
但该传感器通电预热时间比热催化式甲烷传感器长 , 需要进行改进 , 以进一步增强安全监控系统的稳定性。
作者简介 :刘怀森 (1960—, 男 , 江苏丰县人 , 1985年毕业于徐州煤炭工业学校地下开采专业 , 2001年毕业于中共中央党校 , 徐州矿务集团有限公司生产技术部工程师。
(收稿日期 :2009-11-13
2010年第 1期 No. 12010
煤炭科技
COAL SCIENCE &TECHNOLOGY MAGAZINE
夹河煤矿开采深度已达 -1000m 以下 , 随着开采深度的增加 , 地温越来越高 , 湿度接近饱和 , 在这种高温高湿的环境下 , 工人热害疾病非常严重 , 因热害诱发其他疾病导致的死亡事故也有发生 , 安全形势十分严峻。
为解决这一难题 , 夹河煤矿与中国矿业大学 (北京合作研发了 HEMS 降温系统 , 并在井下进行了一期工程建设及运行 , 取得了较好的效果。
在此基础上 , 该矿又进行了二期扩容工程研究 , 对高温的“ 二面四头” 进行联合降温降湿 , 使 -1150m 水平的 7446工作面回风温度控制在 26~29℃ , 与降温前相比回风温度降低了 4~6℃ , 相对湿度降低了
5%~15%, 达到了更广区域联合降温的目的 , 保证了矿井安全生产。
1二期扩容工程的提出与降温区域的选定 1. 1HEMS 降温系统循环工艺
HEMS 系统降温二期扩容工程研究及应用赵玮
(徐州矿务集团有限公司夹河煤矿 , 江苏徐州 221167
摘要 :在 HEMS 降温系统一期工程的基础上进行二期扩容工程研究 , 对高温的“ 二面四头” 进行了联合降温降湿 , 达到更广区域联合降温的目的。
应用效果表明 , 采掘头面回风温度控制在 29. 5℃以下 , 与降温前相比降低了 3~8℃ , 相对湿度降低了 5%~15%, 降温降湿效果明显 , 安全、社会及经济效益俱佳。
关键词 :深井 ; 热害 ; HEMS 降温系统 ; 二期扩容 ; 联合降温 ; 温度 ; 湿度
中图分类号 :TD727+. 2文献标志码 :B
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