GJG10H型红外甲烷传感器.

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。

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。

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。

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。

感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，在安装、使用产品前，请务必详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。

GJG100J矿用激光甲烷传感器使用说明书执行标准：GB 3836-2010AQ 6211-2008Q/NCS015-2016宁波创盛仪表有限公司NINGBO TRUNSUN INSTRUMENT CO﹒，LTD.安标编号：MFB170040 防爆合格证号：320161115 版本号：VER1.1 颁布日期: 2016.08.15警告：本传感器检修时不得改变本安电路和本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号，本安产品不得随意与其他未经联检的设备连接。

在井下或危险场所采样过程中，严禁打开机盖，出现故障应返回地面请专职人员维修。

GJG100J矿用激光甲烷传感器一概述1.1 产品特点、主要用途及使用范围GJG00J矿用激光甲烷传感器（以下简称传感器）采用光谱吸收原理测量甲烷气体浓度，测量精确，工作稳定，无需用户校准，可长期在线工作。

传感器输出标准的频率信号或RS485数字信号，可以与监控分站等其它控制器联机使用，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。

1.2 使用环境条件a) 环境温度：0℃～＋40℃；b) 平均相对湿度：不大于95%（＋25℃）；c) 大气压力：80kPa～116kPa；d) 无显著振动和冲击的场合；e)煤矿井下有甲烷、煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的混合气体。

1.3 关联设备见附录A.1。

1.4 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：ExiaⅠMa。

1.5 型号及命名G J G 100 J激光原理测量范围：（0%～100%）CH4光学原理甲烷传感器二结构特征、工作原理、接线示意图2.1结构特征传感器采用密封结构的不锈钢壳体，在壳体侧面和底面分别设有电缆接口和测量进气口，壳体顶部设有报警灯。

壳体上部留有悬挂把手，安装方便。

2.2 工作原理传感器由激光测量探头、信号处理电路，主控制器，电源调理电路，信号输出电路等组成。

中文名称：甲烷传感器英文名称：methane transducer定义：将空气中的甲烷浓度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。

应用学科：煤炭科技（一级学科）；煤矿监测与控制（二级学科）概述 GJG 100H ( B ）型红外甲烷传感器（管道用）是一种专门用以监测煤矿瓦斯抽放放管道内瓦斯气固定式本质安全型检测仪表。

仪器采用特殊的防尘、防水等措施，可有效克服管道内目标多种参数变化带来的影响，实现 0 % CH4 一 1 00 % CH 。

范围内瓦斯气体的准确测量并就地显示，同时浓度值转换成标准电信号传输给关联设备。

本传感器还具有声光报警、断电信号输出，故障功能。

1 . 1 产品特点 1 . 1 . 1 GJGIOOH ( B ）型传感器采用非色散红外气体检测技术检测甲烷气体浓度，具有测量精度校周期长、重复性好、测量范围宽、使用寿命长、不受其它气体影响等优点。

1 . 1 .2 GJG10OH ( B ）型传感器在设计上采用高性能单片微机和高集成数字化电路，结构简单、靠、调试、维护方便。

1 . 1 . 3 GJG100H ( B ）型传感器的零点、灵敏度及报警点皆采用红外调节。

1 . 1 . 4 GJG10OH ( B ）型传感器除可连续检测瓦斯，还具有声光报警、断电信号输出，故障自检等实现了一机多用。

. 1 . 5 GJG100H ( B ）型传感器的电源部分采用了高效率的开关电源，整机低功耗设计，增加了的传输距离。

1 . 1 . 6 GJG100H ( B ）型传感器具有故障自检功能，使用、维护方便。

1 . 1 . 7 GJG10OH ( B ）型传感器的外壳采用了高强度结构设计，抗冲击能力强。

1 .2 主要用途和适用范围1 .2 . 1 主要用途 GJG100H ( B ）型传感器主要用于煤矿瓦斯抽放管道瓦斯气体浓度的连续检测。

1 .2 . 2 适用范围煤矿瓦斯抽放管道及其它输气管道高浓度瓦斯气体监测场所。

2010年第 1期 No. 12010煤炭科技COAL SCIENCE &TECHNOLOGY MAGAZINE文章编号 :1008-3731(2010 01-0080-021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。

感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，在安装、使用产品前，请务必详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。

GJG100J矿用激光甲烷传感器使用说明书执行标准：GB 3836-2010AQ 6211-2008Q/NCS015-2016宁波创盛仪表有限公司NINGBO TRUNSUN INSTRUMENT CO﹒，LTD.安标编号：MFB170040 防爆合格证号：320161115 版本号：VER1.1 颁布日期: 2016.08.15警告：本传感器检修时不得改变本安电路和本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号，本安产品不得随意与其他未经联检的设备连接。

在井下或危险场所采样过程中，严禁打开机盖，出现故障应返回地面请专职人员维修。

GJG100J矿用激光甲烷传感器一概述1.1 产品特点、主要用途及使用范围GJG00J矿用激光甲烷传感器（以下简称传感器）采用光谱吸收原理测量甲烷气体浓度，测量精确，工作稳定，无需用户校准，可长期在线工作。

传感器输出标准的频率信号或RS485数字信号，可以与监控分站等其它控制器联机使用，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。

1.2 使用环境条件a) 环境温度：0℃～＋40℃；b) 平均相对湿度：不大于95%（＋25℃）；c) 大气压力：80kPa～116kPa；d) 无显著振动和冲击的场合；e)煤矿井下有甲烷、煤尘爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的混合气体。

1.3 关联设备见附录A.1。

1.4 防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：ExiaⅠMa。

1.5 型号及命名G J G 100 J激光原理测量范围：（0%～100%）CH4光学原理甲烷传感器二结构特征、工作原理、接线示意图2.1结构特征传感器采用密封结构的不锈钢壳体，在壳体侧面和底面分别设有电缆接口和测量进气口，壳体顶部设有报警灯。

壳体上部留有悬挂把手，安装方便。

2.2 工作原理传感器由激光测量探头、信号处理电路，主控制器，电源调理电路，信号输出电路等组成。

CQCCRI 2008─12 第1页共6页1 目的保证GJG100H（B）型红外甲烷传感器（管道用）在各种工况条件下长期稳定运行。

一体化样气处理装置指导安装。

2 适用范围适用于现场一体化样气处理装置施工工艺参考及其安装指导。

3 指导流程3.1 设备检查及其介绍→ 3.2与V锥流量计配合安装方式选择→ 3.3 性能检验→3.4一体化样气处理装置常见故障及其处理处理手册4 作业要领及其检验4.1 传感器检查及其仪器介绍4.1.1 开箱检验，对照发货单看零部件是否齐全，检查仪表外观是否完好。

4.1.2 GJG100H(B)型红外甲烷传感器（管道用）介绍图1 GJG100H(B)型红外甲烷传感器结构示意图1- 传感器表头2- 排气螺钉3-卡盘（配卡箍带硅胶密封垫）4- 气室5- 显示窗6- 电源/通讯接头7- 铭牌8- 提手使用说明：传感器安装使用前先在空气中对传感器上电，观察传感器是否工作正常，若在清洁空气中工作二十分钟以上零点有偏差，请先将仪器零点清零，具体操作可见<<GJG100H(B)型红外甲烷传感器使用说明书>>。

CQCCRI 2008─12 第2页共6页4.1.3 一体化样气处理装置介绍图2 管道气体检测装置箱结构示意图1-样气入口2- 冷却水出（1/4”）3 -冷却水进（1/4”）4-窥视/注水孔5-旁管2-6-样气出口7- 回流管路8-进气管路9-排渣口10-传感器11-卡箍（带硅胶密封垫）主要作用：本装置为集样气冷却、气水分离、固体杂质过滤和自动差压排水于一体气体检测处理装置，为后部传感器浓度检测提供清洁的样气，并实现自动排水功能。

4.1.4设备固定方式选择不管竖直管道或者水平管道，将管道安装板固定在管道上。

再配合V锥流量计时焊接固定座为焊接螺柱M8x20（GB/T 902.1-1989），要求焊接间距为48mm.。

焊接螺柱如下图3所示；如果安装在其他管道或者设备上可以按图3要求焊接螺柱然后配接管道安装板固定在管道上即可，或者直接将处理装置挂接在墙体或者固定板上，参考图2开孔要求。

GJD100G管道用甲烷传感器说明书一、概述１、仪器特征GJD100G管道用甲烷传感器（以下简称传感器）是由单片机及周边集成电路配合大规模前端模拟信号调理模块构成的管道甲烷传感器。

传感器采用智能化设计，技术新颖，功能齐全。

独特的实时动态软件温度补偿技术的应用，使传感器能够对传感元件产生的漂移进行有效补偿，大大提高了整机的检测准确性和长期工作稳定性。

全功能的红外线遥控设计使传感器的免开盖免工具调试成为可能，给用户的使用带来了极大的便利。

２、适用场所传感器采用矿用本质安全型电路设计，适用于对煤矿瓦斯抽放管道中的甲烷浓度进行实时连续全量程自动检测。

二、特点１、电路设计创新传感器采用全新的电路设计方案，突破传统传感器的同质化设计模式，整机不存在任何机械调整元件，克服了传统传感器因调整元件机械磨损、氧化、受潮和振动变值造成的工作不稳定现象，显著提高了传感器长期工作的稳定性和可靠性。

２、检测机理独特传感器应用软件桥检测及实时动态软件温度补偿技术，可以动态调整软件桥路模拟臂参数，不存在零点偏离放大问题，具有零点漂移小、检测灵敏度高、线性度和重复性好、工作稳定、测量范围宽的优点。

３、工作稳定可靠传感器中敏感元件采用独特取样机构，防凝水及杂质干扰，使敏感元件可以安全地工作于管道甲烷气体环境中，大大提高了敏感元件的长期工作稳定性，有效延长传感器的调校周期和敏感元件的使用寿命。

４、智能型电源软启动传感器开关稳压电源在程序控制下具有智能软启动功能，在启动过程中能够根据传感器电源输入端口得到的电功率试探性的加负载，可以有效平衡长线驱动时线阻、压降、电流在启动过程中的关系，有利于传感器长传输线情况下的稳定工作。

５、故障自动诊断传感器采用人性化设计，具有故障自诊断功能，大多数关键硬件故障可以自动确诊到具体元件和电路，方便用户自行维修。

６、全功能遥控传感器使用红外线遥控发送器，遥控操作采用直观的菜单式提示方式，方便用户遥控操作。