GYH25型矿用氧气传感器

GYH25型矿用氧气传感器使用

1概述

GYH25型矿用氧气传感器(以下简称传感器)采用长寿命、高灵敏度电化学敏感元件作为基本 测量元件，高质量的信号处理电路和信号输出驱动电路作为变送单元，共同组成的氧气实时监测传 感器。该传感器属煤矿用本质安全型传感器，具有连续监测、现场显示、超限报警、信号输出等功 能。与矿井监测系统配套使用，可实现远程监测自动化。该设备具有操作简单、维护量小、使用安 全可靠等特点。

1. 1产品特点

1)采用进口高精度敏感元件，寿命长，测量精度高，重复性好: 2)结构紧凑，轻巧，安装维护方便: 3)采用红外遥控方式设置参数: 4）可现场调校报警值，准确度: 5)采用声光报警的方式，提示危险; 6)可输出标准频率信号和标准电流信号。

1.2主要用途及适用范围

传感器主要用于煤矿需要对氧气浓度进行监测的场所，有效监测氧气

的浓度，适用于矿井下 有煤尘和瓦斯存在的场所。

1.3产品型号的组成及代表的意义

G 传感器(第一特征代号) Y 测量氧气浓度(第二特征代号) H 电化学(工作原理)

25 主要参数(测量范围O~25%)

1.4环境条件

1. 4. 1工作条件

1)环境大气压80kPa~110kPa; 2)环境温度O°C~+40°C;

3)周围空气相对湿度不大于95% C25°C时); 4)具有甲炕混合物及煤尘爆炸危险的煤矿井下; 5)在无破坏金属绝缘的气体和蒸汽的环境: 6)在无水滴的地方: 7)安装类别: III类。 1.4.2贮运条件 a)高温: 45 ·C; b)相对湿度: ≤95 %; c)低温: -lO·C; d)振动:≤50m/s2; e)冲击: ≤500rnls2。

1.5防爆类型及防爆标志

防爆类型:矿用本质安全型: 防爆标志: Exib I 。

2结构特征与工作原理

2.1外型结构

传感器结构如图1所示:

图1传感器结构示意图

传感器外壳由不锈钢冲压而成，外形美观，结构轻巧，防水性能好，主要包括以上几个部分:

挂钩、机壳、显示窗、报警指示窗、蜂鸣器口、气体采样口等组成。

2.2工作原理

GYH25型矿用氧气传感器主要由两部分组成:氧气浓度敏感元件和信号处理单元组成。 氧气浓度敏感元件采用电化学极谱隔膜式氧电极，该氧电极可以将气体中的氧气含量(%)转‘ 换为正比于被测氧气浓度的微弱电信号。 信号处理单元将氧电极输出微弱电信号选行放大后送至模数转换器，经单片机采样、处理后 送显示电路和输出电路，由数码显示被测氧气的含量（%），并由输出驱动电路输出与之相对应的频 率信号，和电流信号，同时，判断氧气浓度值是否超过或低于某一设定值，若超出，则发出声光 报警信号。 传感器输出频率与氧气浓度值对应的关系如下式所示:

3技术特性 3. 1主要性能

1)现场监测显示功能t传感器主要用于监测现场氧气含量，并将监测结果现场显示出来:

2)现场报警功能:当传感器测量得氧气含量超过设定值时，发出报警信号:

3)信号输出功能:将现场采集到的氧气浓度转化成与浓度成比例关系的频率信号和电流信号传 送给其他自动化设备处理。 3.2主要参数

1)测量范围: 0~25% (O2); 2)基本测量误差: ±3%F.S;

3)信号输出: 200 Hz~1000 Hz， ImA~5mA;

4)传输距离:在1. 5mm铜钱线径的情况下，最大传输距离2km; 5)响应时间: 20ms; 6)基本参数

a)额定工作电压: 9V~24V DC(矿用隔爆兼本安电源) ; b)额定工作电流:≤80 mA c)最大输入电压18.5V; d)最大输入电流360mA。

配接、配套设备~附录A、附录B。

4尺寸、重量

1)外形及安装尺寸

传感器外形尺寸为(氏×宽×高): (300X 120X50) ，mm 2)重量

整机重量: 2 kg。

5安装、调试

5. 1传感器的安装

1)传感器工作环境应满足1. 4.1条的规定:

2)传感器安装前，请不要接通电源，安装无误后方通电，以避免损坏仪器:

3)将传感器垂直悬挂使用，避开有滴水、冲击振动和磁场干扰的场所 4)传感器气体采样口的一端为待监测气体的进气端，可采用软管将待监测气体导入传感器气体 采样口，另一端与大气相通，以保证气体有一定的流动性，提高反应速度。

5)由图1所示的信号输出口是一个4芯不锈钢防水插座，其功能是为传感器提供本安电源，同 时输出监测信号，具体连接参照表1所述接线;

表1 4芯不锈钢插座接线 4芯插头 '1 意义 电源 2 地 3 频率信号 4 电流信号 200Hz~1000Hz 1mA~5mA 6)接地端子必须与大地可靠接地。 5.2传感器的调试 5.2.1正常工作 1)数码管显示

按照第5节所述的方式正确接线后，以第3. 2条规定的电源电压通电，传感器如果正常工作，则显示当前氧气浓度值(体积百分含量，单位:%。 2)指示灯显示

显示窗数码管下面还有两个指示灯:

左边一个是电源指示灯:亮:表示有电:暗:表示没电:

右边一个为工作状态指示灯:闪烁:表示传感器正常工作:不闪烁:表示传感器故障。 3)声光报警

当传感器监测氧气浓度超过或低于某一浓度值时，传感器将发出声光报警信号。 4)故障指示

当传感器氧气敏感元件发生故障，数码管将显示OFF标志。 5)信号输出

正常工作条件F，传感器输出与氧气浓度成比例关系的频率信号(200Hz~1000Hz)和电流 信号(lmA~5mA)。 6)遥控器操作

当正确连线后，通电，遥控调校，调校内容包括:准确度调校，报警调校，其中准确度调

校在出「前已经精密调校，一般来说不用调校了，没有标准气样，请不要随意调校该项目，报警 调校可以根据现场需要任意调整，第一次使用时，只需根据需要调校报警参数。 在正常工作状态下

a)同时按下遥控器\"△+▽\"键，进入\"报警调校\"状态: b)同时按下遥控器\"选择+▽\"键，将进入\"零点调校\"状态: c)同时按下遥控器\"选择+△\"键，将进入\"满度调校\"状态。 若不小心进入\"准确度调校\"状态(数码管显示VERI )，请同时按下遥控器\"选择+▽\"键， 或者\"选择+△\"键返回正常工作状态!

5.2.2报警调校

传感器报警可设置两种情况:高限报警和低限报警: 1)高限报警

当报警类型tyPE=HI时，表示:测量氧气浓度≥设置报警值时，声光报警: 2)低限报警

当报警类型tyPE=LO时，表示:测量氧气浓度≤设置报警值时，声光报警:

报警调校的内容包括:报警类型调校和报警值调校。

在正常工作情况下，同时按 \"△+▽\"键，进入报警调校状态，数码管将显示ALAr字符，参照图2步骤调校参数:

图2报警参数设置流程图

注:1)上面方框内的字符为数码管显示提示符: 2)tyPE表示报警类型，有两种类型: HI和LO:

a)当报警类型tyPE=HI时，表示高限报警:测量氧气浓度二三设置报警值时，声光报警:

b)当报警类型tyPE=LO时，表示低限报警:测量氧气浓度运设置报警值时，声光报警:

3) ALAr表示进入报警值设置状态，报警值可在0.0---25.0 (%)之间任意设置。 5.2.3准确度调校

一般情况不进行准确度调校，若不小心进入准确度调校状态(数码管显示VERI )，请同时按下

遥控器\"选择\"和\"▽\"按键或者\"选择\"和\"△\"，返回正常工作状态! 标气要求:试验用气样采用氨气中氧气，不确定度应不超过1%，纯度为99.9%的工业纯氯气。 准确度调校需要气样:

1) 纯度为99.9%的工业纯氮气 2) 氧气浓度为25%的标气。

准确度调校包括零点调校(ZErO)和满度调校（SCAL）. 每次调校，需要依次通入相应的氧气浓度标气，通过遥控器上的按键进行设置。 1)零点调校:

在正常工作情况下，同时按下\"选择+▽ \"键，进入零点调校，数码管将显示\"VERI\"字符，具体步骤如下:

图3零点调校流程图

参数设置保存完成后，多次同时按下\"选择+▽\"键，将退出准确度调校状态，回到正常工作状态。 2）满度高校：

在正常工作情况下，同时按“选择+△”，进入满度高校，数码管显示“VERI”字符，具体步骤如下：

图4满度调校流程图

参数设置保存完成后，多次同时按下“选择+△”键，将退出准确度调校状态，回到正常工作状态

注上面方框内的字符为数码管显示提示符:

调校点输入相应的氧气浓度，需要保证:零点浓度（ZErO) <满度浓度SCAL

3）采样值目的是为了观测采样值是否稳定，在采样值稳定后再进行操作:

4）调校零点时，通过气体采样口通入一定流量、纯度为的工业纯氯气，待采样值稳定后， 再设置浓度值，此时设置为应当为O. 0; 5)调校满度时，通过气体采样口通入一定流量、浓度值为25%的氮氧混合气体，待采样值稳 定后，再设置浓度值，此时设置值为25.0; 6)为保证传感器测量准确度，建议每月对传感器进行一次准确度调校; 7)当更换敏感元件后，必须进行准确度调校。 6使用、操作

。使用前的准备和检查

在使用前，请先检查是否按照第5节所述的方法正确安装，接线主要检查两个方面的接线:

a)传感器电源、信号线与关联配接设备的接线是否正确: b)电源供电电压的检查，是否在供电电压范围内: c)检查接地线是否正确接地:

d)传感器气体采样口的检查，是否畅通。 2)使用前和使用中的安全及安全防护

a)本传感器应固定专人使用，严格按照使用说明书进行操作，非专职人员禁止随便拆开仪 器、进行操作等。 b)在使用中避免猛烈摔打，碰撞。

7故障分析与排除

故障现象 电源指示灯不 直/U 原因分析 是否正确接入电源 电压是否在传感器规 定的工作范围内 指示灯坏 当显不OFF时，敏感兀 件故障 传感器气体采样口堵 塞 排除方法 重新正确接线 为传感器正常供电 更换指不灯 更换敏感元件 保证气体采样口通 畅，并使气体有一定 的流量流过来样口 供电电源故障 单片机故障 显示器件故障 2.电源输出电压不 够; 备 注 1芯:电源 2芯:地 3芯:频率信号 4芯:电流信号 必须进行重新调校 正确供电 更换单片机 更换相应器件 氧气浓度变化， 传感器状态指示灯不 但显示值不发 闪烁 生变化 检查电源是否在 9V~24V之间， 若状态指示灯不闪烁， 单片机不工作 若状态指不灯不闪烁， 1.与电源接线太远: 更换单片机 传感器容易出现的问题及处理方法，请参考表2所述处理。

表2故障分析及处理表

氧气浓度测量 不准确 传感器长时间不调校 传感器敏感兀件使用 时间太长 敏感兀件故障 输出三极管烧坏 利用标气进行准确 度调校 更换敏感元件 更换敏管元件 更换三极管 传感器应当每月进行一沙 准确度调校 传感器不能输 出频率

8安全保护装置及事故处理、 1)安全保护装置及注意事项

传感器有一个挂钩侧有一接地螺钉，请可靠接地。 2)出现故障时的处理程序和方法

当传感器出现故障，在通电的情况下，参照第7节故障分析与排除，判断故障原因，然后断 开电源，拿到地面开箱处理。 9保养、维修

1)为保证传感器的测量准确度，建议每月进行准确度校验一次: 2)应及时擦拭、清扫气室内部及仪器外部的煤尘，保持清洁、美观: '3)定期清洁气体采样口，保持清洁、通畅;

4)如遇故障，请速与厂家联系或与当地的售后服务站联系: 4)仪器应定期标定，非专业人员不得擅自标定:

5)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。