车载式甲烷断电仪瓦斯断电仪

固定式甲烷断电仪的参数介绍背景甲烷是一种常见的可燃气体，广泛应用于能源、工业、交通等行业。

甲烷的爆炸性很大，然而在未被检测到时，甲烷泄漏很难被察觉，也很难在第一时间采取有效的措施。

因此，在相关行业中采用固定式甲烷断电仪对甲烷进行实时监测，可以为保障生命财产安全提供有效保障。

概述固定式甲烷断电仪是一种专门用于检测甲烷浓度并在超限时发出声光报警信号，并通过信号输出接口控制高、低电平，实现对附加装置的自动控制。

主要参数检测范围固定式甲烷断电仪的检测范围是指仪器能够监测的甲烷浓度范围。

目前市场上1000PPM不等。

用的固定式甲烷断电仪的检测范围有不同的选择，从0100%VOL到0户应该根据实际需求选择合适的检测范围。

灵敏度固定式甲烷断电仪的灵敏度是指仪器能够监测到的最小甲烷浓度。

灵敏度直接影响到仪器的检测能力和测量精度。

目前市场上的固定式甲烷断电仪的灵敏度通常是在几百PPM或者几千PPM范围内，也有高达1PPM的。

反应时间固定式甲烷断电仪的反应时间是指仪器监测到甲烷浓度超限之后，在发出报警信号之前的时间。

较短的反应时间可使得在甲烷泄漏时尽早发出警报，加快采取措施的速度。

目前市场上的固定式甲烷断电仪的反应时间大多在几秒到数十秒不等。

报警方式固定式甲烷断电仪的报警方式包括声光报警和信号输出两种。

声光报警方式通常为仪器检测到甲烷浓度超限后，通过内置的蜂鸣器和指示灯发出警报。

信号输出方式则可以控制其他设备的自动开关或者向上位机发送报警信号。

结论固定式甲烷断电仪是一种非常重要的安全设备，对于保障人们的财产安全和生命安全起到了至关重要的作用。

当然，在实际应用中，不同的用户应该根据自身需求选择不同的仪器规格，以实现最优的监测效果。

煤矿用车载式甲烷断电仪的设计林雪华【期刊名称】《《机电工程技术》》【年(卷),期】2019(048)009【总页数】4页(P226-229)【关键词】甲烷断电仪; 红外接收; 控制电路; 信号处理; 抗震设计【作者】林雪华【作者单位】山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司山西晋城 048006【正文语种】中文【中图分类】TD680 引言我国是能源大国，而煤炭资源又是主要能源。

随着煤矿装备技术的不断升级改造，煤炭产量也以惊人的速度逐年增加，在煤炭开采过程中瓦斯的涌出量也越来越多，为了保障安全生产，防止瓦斯超限工作，在胶轮车、采煤机、千米钻机等防爆机车（机组）上安装了车载式甲烷断电仪［1］。

传统的甲烷断电仪采用功能简单、功耗较高、运算速度较慢的单片机作为主控芯片，信号传输方式为频率信号，抗干扰能力较差。

按照国家煤矿安监局《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》文件精神“将模拟量传输升级为数字传输”，本文设计的甲烷断电仪采用市面上最新型的智能控制芯片作为主控芯片，功能丰富多样、功耗低、运算速度快，同时将信号传输方式由频率信号改为数字信号，进一步提高了抗干扰能力。

1 系统总体设计车载式甲烷断电仪主要由主控芯片、电源电路、报警电路、显示电路、红外接收电路、断电控制电路及RS485电路等组成［2］。

如图1所示。

甲烷传感器将检测到的甲烷浓度通过RS485接口传输给甲烷断电仪，断电仪对接收到的甲烷浓度进行分析判断，当浓度高于设置的报警值时，发出报警信号，当浓度高于设置的断电值时，断开机车（机组）的供电系统。

图1 工作原理框图2 系统硬件设计（1）主芯片电路主芯片选用STM32F103RCT6智能芯片，功耗低，运算处理速度快，引脚功能丰富，外接8 MHz的晶振，给芯片提供工作时钟，同时在芯片的供电引脚和接地引脚间接0.1μF的旁路电容，起到去耦滤波的作用，电路图如图2所示。

图2 主芯片电路原理图（2）供电电路断电仪的输入电压为交流127 V或者直流24 V，如果输入电压为交流127 V，则需要通过一个AC／DC模块，将交流127 V转换为直流24 V，24 V电压通过转压芯片输出两路电压，一路为18 V，通过本安处理，输出本安18 V电压给甲烷传感器供电，一路为5 V，给继电器等其他元器件供电，同时5 V电压再次通过转压芯片输出3.3 V电压给系统主芯片及其他芯片供电［3］，如图3所示。

作 者 筒 介 ：张金 波 （９ ７ ） 男 ， 龙 江 双城 人 ， 教 授 ， １６一 ， 黑 副 电力 系 统 及 其 自动化 专 业 ．
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２０ ０ ６年 １ ２月
的参 数设 定后 ， 只要 甲烷 的体积分 数 超 出设 定值 ， 检测 仪就 会发 出声 光报 警信 号 以及断 电请求 ． ２１ 甲烷 传感 器及 甲烷体 积分 数 的检测 原理 ． 甲烷 传感 器 采用 Ｌ Ｋ 系列催 化 元件 ．由于机 车 工作 时 振 动厉 害 ． Ｘ 因此在 Ｌ Ｋ系列 中选 用工 作 电源 电压为 Ｄ ． Ｖ．０１ 工 作 电流 为 Ｘ Ｃ２４ ４ ． Ｖ． － ２ ０ｍ 的催化元 件． 元件具有 稳定性 高 、 ０ Ａ 该 重复性 好 、 精度 高 、 响应 速度 快等特 点 ．且其输 出与 甲烷 的体 积分数 成正 比．由于该元件 的工作 电流 较大 。 因此仪器 的抗 振动能力得 到提高 ， 增强 了仪 器测量 的可靠性 ．
扰 能力 和智 能化 程 度均 很低 ．因此 。 制 开发 高可 靠 性 、 研 低功 耗 、 精 度 的智 能型 甲烷 检 测仪 不 仅具 有很 高 高
的应 用 价值 ， 且 对促 进 国 内煤 炭行 业 安全 生产 具 有 重要 的 现实 意 义．本 文作 者根 据 用户 要求 设计 了一 种 而 煤矿 井 下蓄 电池 电机 车 使用 的车载 式 甲烷 报 警 断 电检测 仪 ． 其主 要功 能是 实 时检 测矿 井 空气 中 甲烷 的体 积
车载式 甲烷报警断 电检 测仪设计
张金 波 ，孙 洁 ， 曹爱 华 ，王 丽红
（．河 海 大 学 计 算 机 及 信 息 工 程 学 院 ，江苏 常 州 １ ２ ３ ２ ；２ １ ０ ２ ．常 州邦 威 电子 科 技 有 限 公 司 ，江 苏 常州 ２ ３２ ） １ ０ ２

±0.30
3.2 装置各关联设备之间的信号误差应小于满量程的±0.5%。
3.3 主机与传感器的传输距离不小于 100m (用单芯截面积为 1.5mm2的传输电缆)。
3.4 主机至传感器之间控制执行时间应不大于 2s。
3.5 装置的报警点、断电点和解锁点的设定范围及误差应符合表2的规定。
表2 设定点名称、范围及误差
接电机车 控制器
+ K+
- K-
D1+
蓄电池组
D2+
6 电源箱 5
+ D1 + D2 --
防爆 插销
D2D1-
1
KM2
2
3
KM1
+
KM
本安电源 安全栅
S 手动
4
接传感器 + 15V - GND XH
接电机车 控制器 + K1+ - K1+ K2+ - K2-(不走电源箱)
图 5 双电源供电采用串并联接法 2、通电检查和功能试验
2.10.开机延时：0～255s 可选，出厂设置在 60s 。
3.性能要求
3.1 装置的甲烷测量范围为（0.00～4.00）%CH4，其基本误差符合表 1 的规定。
表 1 甲烷浓度的基本误差
甲烷浓度，%CH4 0.00～1.00
基本误差，%CH4 ±0.10
＞1.00～2.00
±0.20
＞2.00～4.00
7
2.00%CH4 标准气样和流量计等工具，对传感器的零点和精度进行检查和调整。 正常情况下，以后每隔一周应复查一次。
六、注意事项
1、“严禁带电开盖” 2、只有经过专门培训的专职人员才可对断电仪和传感器进行通电检查、功能试 验、精度校准、安装和调试等工作。