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技術(shù)參數(shù):檢測氣體:甲烷檢測原理:紅外原理檢測范圍:0~100%LEL、50%Vol、100%Vol可選分辨率:0.1%LEL(0~100%LEL)、0.01%Vol(0~100% Vol)檢測方式:泵吸式顯示方式:LCD液晶背光顯示檢測精度:±2%.FS報警方式:聲光報警(報警點可調(diào))響應時間:小于30S恢復時間:小于40S線性誤差:±1.0%不確定度:2%Rd±0.1零點漂移:≤±2.0%FS/年跨度漂移:≤±1.0%FS/月工作電源:DC3.6V傳感器壽命:5年以上使用環(huán)境:溫度-20℃~+70℃;相對濕度≤95%RH(非凝露);在凝露環(huán)境下使用需訂制電池容量:3.6VDC,5000mA ,帶充電保護功能 外型尺寸:180×190×100mm(L×W×H)標準配件:0.8m采樣手柄一根,儀器箱一個,充電器一個重 量:1.5Kg

具有自動調(diào)零功能;
標�？煽啃愿�高,性能更穩(wěn)定,使用更簡單方便;
采用高分辨率的單片機,測量的數(shù)值均準確可靠;
開機并具有自動穩(wěn)零功能;
可選擇的調(diào)試菜單結(jié)構(gòu),方便調(diào)試,操作簡單。

一般采用載體催化元件為檢測元件。

產(chǎn)生一個與甲烷的含量成比例的微弱信號,經(jīng)過多級放大電路放大后產(chǎn)生一個輸出信號,送入單片機片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換輸入口,將此模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。然后單片機對此信號進行處理,并實現(xiàn)顯示,報警等功能。

見右圖:

智能甲烷傳感器

一、甲烷的敏感元件

MH-440V/D 紅外氣體傳感器是通用型、智能型、微型傳感器,該傳感器利用非色散紅外(NDIR)原理對空氣中存在的CH4進行探測,具有很好的選擇性,無氧氣依賴性,性能穩(wěn)定、壽命長。內(nèi)置溫度傳感器,可進行溫度補償。該傳感器是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與微型機械加工、精良電路設計緊密結(jié)合,制作出的小巧型紅外氣體傳感器。

該傳感器使用方便,可直接用來替代催化燃燒元件,廣泛應用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場合。

二、用敏感元件組成的測量電路

被測

非電量

輸出電量

敏感元件

轉(zhuǎn)換元件

轉(zhuǎn)換電路

傳感器的組成

輔助電源

三、調(diào)節(jié)信號電路

四.進行A/D轉(zhuǎn)換

CS5521芯片為20腳 PDIP或SSOP封裝。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示,由多路復用器、20倍斬波穩(wěn)定測量放大器,可編程增益放大器 (PGA)、帶有數(shù)字濾波器的 16位?-Σ A/D轉(zhuǎn)換器及片上校驗電路 (Calibration)和寄存器構(gòu)成。雙色紅外

探測器(inGaSn,Si)是電流源,兩路信號電流分別經(jīng)串接電阻 R1、R2(或串接 R1′、R2′)形成電壓差,它們作為 CS5521兩通道的差分輸入信號。電容 C1、C2與電阻并聯(lián)以抑制高頻干擾。將NBV端接地,

在使用 25mV、55mV、100mV 三個量程

時,輸入共模電壓要在1.85V~2.65V之間,由 LM385-2.5產(chǎn)生2.5V電壓來滿足�？紤]到所測紅外信號強弱差異,僅靠CS5521片內(nèi)放大器增益調(diào)節(jié)不能滿足故加開關MAX4580來改變串接電阻大小。信號電流 ≥5μA 時,僅 R1、R2接入;信號電流<5μA時,由 89C2051 的P1.3腳控制接入R1′、R2′來檢測微弱信號。可通過 CS5521自校驗來實現(xiàn)自調(diào)零和增益設定。若要測每個通道信號的精確值,除2.5V量程外都需要進行系統(tǒng)校驗,否則可能產(chǎn)生多達 20%的增益誤差。系統(tǒng)校驗時,外部需要提供如圖 2(b)、圖 2(c)所示的精確基準電路。校驗結(jié)束后,將各量程的偏置值和增益值存入 2051的程序中,在轉(zhuǎn)換量程時將相應值送入各自寄存器即可。若僅需信號的相對值,可進行在線自校驗。整個電路由 20腳的 89C2051來控制。/CS端始終有效,SCLK為串行時鐘輸入端,SDI為 CS5521串行命令/數(shù)據(jù)輸入端,SDO為CS5521數(shù)據(jù)輸出端 空閑時為高電平,高電平向低電平轉(zhuǎn)變用來指示芯片 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可取或校驗結(jié)束、

五、采用何種CPU

采用40-PIN的 PIC16F877A

1、低功耗。靜態(tài)電流一般為2mA,睡眠狀態(tài)下最低可小于 1μA。在節(jié)能和本安方面有比較大的優(yōu)勢。

2、工作電壓范圍寬,可在2.0~5.5V 電壓范圍內(nèi)工作。

3、引腳驅(qū)動能力強,可以承受5V 電壓。引腳灌入或拉出電流都能達到25mA,可以直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示,不需要反相器等外接驅(qū)動�？扇我舛�義I/O的輸入/輸出方向,可以設定內(nèi)部上拉電阻,省去外接上拉電阻。

4、速度快。工作頻率最高可達20MHz,每個指令周期僅 200ns,有多種時鐘模式。引入指令執(zhí)行流水線機制。

5、集成有10 位,8通道的高精度 A/D轉(zhuǎn)換器,并集成片內(nèi)基準電壓,也可以選擇外部基準電壓,不用的模擬端口還可以復用為普通數(shù)字I/O 口。

6、集成了通用同步異步收發(fā)器,即USART 模塊,既可以配置為全雙工的異步通信模式,又可以配置成半雙工的同步通信模式,可按實際數(shù)據(jù)通信的需要靈活應用。

7、集成兩個CCP 模塊。兩個CCP 模塊可以獨立編程,可以配置為Capture(捕捉)、Compare(比較)、PWM(脈寬調(diào)制)中任意一種功能模式,用于實現(xiàn)捕捉、比較、脈寬調(diào)制。

8、自帶獨立的看門狗定時器(WDT)。在設計上和其它電路完全獨立,看門狗定時器自帶片內(nèi)RC 振蕩器,看門狗功能可以在芯片燒寫時由芯片的配置字決定打開或者關閉,避免軟件出現(xiàn)死循環(huán)。

9、不需加裝存儲器。有8K 字節(jié)的可擦除Flash 程序存儲空間,電可擦除,可以重復燒寫大于 10萬次; 256字節(jié)的 EEPROM數(shù)據(jù)存儲空間,可以在傳感器調(diào)校后存儲零點、系數(shù)、非線性補償數(shù)據(jù)等參數(shù)及儀器編號等信息;368字節(jié)的RAM 數(shù)據(jù)存儲空間允許進行復雜的算法設計,軟件編程靈活,有利于提高儀器的精度。

六、顯示電路

數(shù)碼管選用三位紅色共陽數(shù)碼管,位選端為高電平時,顯示段碼;位選端為低電平時,數(shù)碼管熄滅。Ll、L2、L3是三位數(shù)碼管的位選端,分別接到單片機的RB3、 RB4、RBS引腳;DO~D7是數(shù)碼管的段碼引腳,分別接到單片機 D口的 RDO~RD7。 RLORL7是 380Ω限流電阻。LED1和 LED2是工作狀態(tài)指示 LED。B6和 B7是控制端,直接接到單片機的RB6 和RB7 引腳。當瓦斯傳感器工作在低濃度檢測時,LED1閃爍;當瓦斯傳感器工作在高濃度檢測時,LED2閃爍。B6 和B7 輸出高電平時,LED熄滅; B6和 B7輸出低電平時,LED 發(fā)光。RS11和 RS12分別是 LED1和 LED2的限流保護電阻,阻值為380Ω。

七、超出多少純度,聲光報警

瓦斯檢測儀在井下工作,對環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛冗M行實時監(jiān)測;當瓦

斯?jié)舛瘸�過預先設定的上限值時,系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。聲報警通過驅(qū)動蜂鳴

器發(fā)聲實現(xiàn);光報警通過發(fā)光二極管閃爍實現(xiàn)。

通常分為固定式和便攜式兩種。

甲烷傳感器是一種礦用儀器儀表,必須首先滿足井下安全生產(chǎn)的規(guī)程,但較其他普通傳感器又必須有如下主要特點:具有自動調(diào)零功能;標校可靠性更高,性能更穩(wěn)定,使用更簡單方便;采用高分辨率的單片機,測量的數(shù)值均準確可靠;機并具有自動穩(wěn)零功能;可選擇的調(diào)試菜單結(jié)構(gòu),方便調(diào)試,操作簡單�，F(xiàn)有的甲烷傳感器普遍存在著功耗較大、功能單一、精確度不高的缺點,而且采用模擬電路技術(shù),造成系統(tǒng)的抗干擾能力和智能化程度都很低。因此,研制便于攜帶、多功能、高精度和抗干擾能力強的高可靠性甲烷檢測儀具有很大的應用價值。

新型的甲烷氣體傳感器必須具有可靠、穩(wěn)定、安全的測量井下瓦斯功能,這有這樣的傳感器才能對預防井下安全事故起到了重要作用,也才具有推廣應用的價值。

紅外甲烷傳感器是針對監(jiān)測管道內(nèi)甲烷氣體濃度而研制的甲烷氣體檢測儀,該儀器采用紅外吸收原理、擴散式采樣、數(shù)字式溫度補償、一體化塵水分離器等技術(shù),檢測精度高、環(huán)境適應能力強、穩(wěn)定可靠。適用于煤礦瓦斯抽放管道、瓦斯抽放泵站、加氣站輸氣管路、瓦斯發(fā)電廠輸氣管路、城市煤氣管路、天然氣輸氣管路等甲烷氣體檢測。

紅外甲烷傳感器功能特點

采用紅外吸收原理性能可靠、壽命長,調(diào)校周期>1年一體化塵水分離裝置,不會因管道內(nèi)含水含塵而影響檢測精度特殊的氣路設計,適用于正壓及負壓管道甲烷濃度檢測采用紅外遙控設置傳感器參數(shù)及標定,使用簡單方便溫度補償精確、精度不會因溫度變化而漂移抗干擾能力強,檢測精度不受水蒸汽、H2S、H2、SO2等等雜質(zhì)氣體影響提供頻率、電流、RS-485、CAN等數(shù)據(jù)輸出接口,與多種監(jiān)控系統(tǒng)分站兼容。

技術(shù)指標