瓦斯传感器说明书

GJC4（原GJ4）煤矿用低浓度

甲烷传感器

使用说明书

GB 3836GB 3836--20002000

执行标准执行标准：：AQ 6203AQ 6203--20020066

Q B /NF NF003003003--20072007

版 本： No.2 No.2

出版日期出版日期：： 2007 2007--0202--08

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扬中市南方矿用电器有限公司

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警告警告：：1、严禁改变本安电路和本安电路有关的元器件的型号严禁改变本安电路和本安电路有关的元器件的型号、、规格规格

和参数和参数！！

22、本产品不得随意与其他未经联检的产品连接本产品不得随意与其他未经联检的产品连接！！

3、应按煤矿安应按煤矿安全规程和产品性能规定的正常或非正常的调校全规程和产品性能规定的正常或非正常的调校

周期和方法调校本仪器周期和方法调校本仪器！！

使用前应认真阅读本说明书。仪器执行AQ 6203-2006 [煤矿用低浓

度载体催化式甲烷传感器] 和QB/NF003-2007[GJC 4（原GJ4）煤矿用低浓

度甲烷传感器]。

一、用途和特点用途和特点

GJC4（原GJ4）煤矿用低浓度甲烷传感器（以下简称传感器），主要适用于煤矿

井下和其它具有爆炸性气体（甲烷混合物、煤尘）场合，与DJ4G（原DJB4）矿用固

定式甲烷报警断电仪等断电仪配套，可用于井下大中型采掘设备和其它机电设备上，

连续监测设备附近风流中的瓦斯浓度，也可用于固定场合，当瓦斯浓度达到或超过

报警点时，传感器立即发出声、光报警信号，当瓦斯浓度达到或超过断电点时, 控

制断电仪立即断电（切断被控设备用电），以确保生产安全。当瓦斯浓度回落到解锁

点以下时, 控制断电仪自动解锁（恢复被控设备用电），并继续进行监控。

传感器采用高性能热催化元件、微电脑数字技术和新型电子器件，性能稳定，

门限准确，反应迅速，精度高。使用方式采用人性化设计，软调节技术，操作简单，

使用方便。传感器连续监测瓦斯浓度时，每隔半小时自动记录并存储一帧数据，当

瓦斯浓度超限时每隔10秒钟自动记录并存储一帧数据。

除上述数据自动记录存储（可随时读出）功能外，传感器还具有红外遥控、时

钟显示、报警点、断电点、解锁点显示和工作电压自动检测等多种实用功能，以及

欠压报警、欠压自动关机、超浓报警、超浓自动关机等多种自保功能，从而达到国

内同类产品领先水平。

二、仪器命名和型号编制方法仪器命名和型号编制方法

仪器按下面的方法命名和编制型号:

三、技术参数和性能技术参数和性能

1、使用环境条件： 工作温度 （0 ～ 40）℃

相对湿度 ≤ 98 ％RH （25℃）

气 压 （80～116）kPa

风 速 ≤ 8 m/s

有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下

2、测量范围： (0.00 ～ 4.00) ％ CH4

3、测量误差： 0.00 ～ 1.00 ％ CH4 时， ≤ ±0.10 ％ CH4

1.00 ～ 3.00 ％ CH4 时， 真值的±10%

3.00 ～

4.00 ％ CH4 时， ≤ ±0.30 ％ CH4

4、响应时间： ≤ 20 s

5、显示方式： 四位红色发光数字显示

6、工作方式： 长时间连续式工作。

7、开机延时： （0 ～ 255）s 可选

8、超限报警功能：

(1) 报警范围： 报警点可在测量范围内任意设置，出厂设置在1.00 ％ CH4 。

可随时进行检查或调整。

(2) 报警点设定误差： ±0.01 ％ CH4

(3) 报警显示方式： 红色发光管闪光、警报声。

(4) 报警声级强度： ≥ 80dB

9、超限闭锁（断电）功能：

(1) 断电范围： 断电点可在测量范围内任意设置，出厂设置在1.50 ％ CH4 。

可随时进行检查或调整。

(2) 断电点设定误差： ±0.01 ％ CH4

(3) 断电显示方式： 红色数字闪光

10、自动解锁（恢复供电）功能：

(1) 解锁范围： 解锁点可在测量范围内任意设置，出厂设置在0.50 ％ CH4 。

可随时进行检查或调整

(2) 解锁点设定误差： ±0.01 ％ CH4

(3) 解锁最短时间： 60 s

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11、传感器工作电压： （9 ～ 24） V DC

12、传感器最大输出电流： 200 mA (报警时)

13、传感器输出信号：

(1) 数字编码： UART方式 波特率 1000

(2) 频率： （200 ～ 1000）Hz ( 0.00 ～ 4.00 ％ CH4 )

(3) 电流： （1.00 ～ 5.00）mA ( 0.00 ～ 4.00 ％ CH4 )

(4) 断电信号： （0 ～ 5）V

14、传感器的传输距离： ≤ 2 km

15、时钟显示：

(1)、制式： 24 小时制

(2)、显示内容： 小时、分

(3)、误差； ≤ ± 1分钟 / 24 小时 （可手动校正）

16、工作电压检测：

(1)、测量误差： ≤ ± 0.01 V

(2)、显示方式： E字后显示电压值

17、数据自动记录和存储功能：

(1)、记录格式： 时间 - 甲烷浓度

(2)、存储方式： 不报警时，每隔半小时自动记录并存储一帧数据。

报警时，每隔10秒钟自动记录并存储一帧数据。

(3)、存储容量： 120 帧 （可根据用户要求增容）

18、软调节功能：

(1)、调节方式： 按键式

(2)、调节内容： 零点，校正等

19、欠压报警和欠压自动关机功能：

电池工作电压E ≤ 4.5 V 时，欠压值闪动，2秒钟后自动关机。

20、超浓报警和超浓自动关机功能：

甲烷浓度 ≥ 5.00 ％ CH4 时, 超浓值闪动，2秒钟后自动关机。

21、探头寿命： ＞ 2 年

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22、备用本安电源：6×Ni-MH 1.8Ah，额定电压7.2V，最大短路电流4.0A。

23、充电电流：30mA

24、充电后连续工作时间：＞ 8小时

25、防爆标志： ExibdⅠ( +150 ℃ )

26、防爆型式： 矿用本质安全兼隔爆型

27、外形尺寸： 130×85×43 (mm)

28、重量： ≤450 g

外形结构和工作原理

四、外形结构和工作原理

1、传感器外形结构如图1。

图1 GJC4（原GJ4） 传感器的外形结构图

2、传感器的工作原理

传感器采用热催化元件组成惠氏电桥，由载体催化元件（俗称黑元件）和纯载体元件（俗称白元件）组成测量臂，由金属膜电阻和电位器组成辅助臂，稳压电路为电桥提供稳定的电压。在新鲜空气中桥路处于平衡状态，在被测气体中，瓦斯（甲烷）在黑元件表面发生催化氧化反应（无焰燃烧），使黑元件温度增高，电阻增大，桥路失去平衡，从而输出一个电位差（在一定范围内，其大小与甲烷的浓度成正比）。

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此电位差经A/D转换器转换成数字信号，送单片机进行数字处理。经数字处理后的数字信号送驱动电路，驱动数码管显示出被测气体的甲烷浓度。当甲烷浓度达到或超过报警值时，单片机立即输出控制信号，经报警电路控制声报警器发出警报声，同时使报警灯(ALARM)发出红色闪光。

当甲烷浓度达到或超过断电值时，立即发出红色数字闪光，并向断电仪发出断电信号。断电仪立即停止对继电器供电，继电器触点断开，被控设备停止运行。 由传感器控制，断电一分钟后，若甲烷浓度仍在解锁值或解锁值以上，则由传感器控制继续断电，若甲烷浓度已在解锁值以下，传感器将立即停止光断电报警器报警，同时立即恢复对继电器供电，继电器触点吸合，被控设备恢复运行。

由工作电压采样电路取得的电位差经A/D转换器转换成数字信号，送单片机进行数字处理。经数字处理后的数字信号送驱动电路，驱动数码管显示出工作电压。当电池工作电压低于 4.5 V 时或甲烷浓度达到或超过 5.00％ CH4 时，单片机输出控制信号，控制开关电路关机。

除完成上述功能外，传感器还可通过FYF3遥控器进行红外遥控；传感器的软件还完成时钟、报警点的编制、数据的存储和读出，以及多项软调节、软显示、软控制等功能，包括与输入电路结合，建立了人机对话平台。

使用方法

五、使用方法

打开传感器后盖，可看到接线端子自右至左15V、G、XH、DK，分别为电源 +15V（允许范围9V～24V）输入端，电源0V输入端，信号输出端和断电控制信号输出端（断电时输出低电平 0 V ）。

与断电仪配套，使用数码传输时，只需接15V、G和XH三根线。使用频率或电流传输时，可加接DK线。

断电仪送电，传感器即进入开机状态。首先显示0.00，5秒钟后自动进入甲烷检测状态。

1、观看时钟、报警点、断电点和解锁点

传感器开机后处于甲烷检测状态，按换档/＋键（以下简称B键），即进入时钟状态，前2位显示小时，后2位显示分，中间点每秒闪烁一次。再按B键，进入报警点状态，前1位显示P，表示报警点，后3位显示报警点值。再按B键，进入断

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电点状态，前1位显示C，表示断电点，后3位显示断电点值。再按B键，进入解锁点状态，前1位显示J，表示解锁点，后3位显示解锁点值。若再按B键，则传感器又回到甲烷检测状态，从而构成五项循环的观看方式。

2、状态返回

不管传感器处于何种状态，只要按开机/－/返回键（以下简称C键），传感器立即返回甲烷检测状态。

3、观看存储记录

按住读数(确认)键（以下简称D键）2秒钟以上再松手，显示窗出现READ字样，表示传感器已进入读数(观看存储记录)状态。再按D键，出现时间，再按D键，出现该时间的甲烷浓度，构成第1帧数据。重复上述操作，可以一一观看到所有120帧的数据。当观看到第120帧数据时，下一帧即为已观看过的第1帧数据，从而构成存储记录循环观看的方式。每次操作后的等待时间不能超过5秒钟，否则传感器将自动退出读数状态，返回甲烷检测状态。

4、关机

按住关机/转换键（以下简称A键）2秒钟以上再松手，发光数字熄灭，传感器自行关闭。（关机后时钟继续运行，不受影响）。

5、开机

按住C键2秒钟以上再松手，传感器即打开。

6、备用电源

传感器可配用备用电源。带有备用电源的传感器，不需要断电仪送电，即可进行调试或工作。调试或工作完毕后，应关机以保护备用电源。

7、FYF3遥控器

使用传感器配套设备FYF3遥控器可对传感器进行1～5的操作。

六、调试方法

调试方法

只有经过专门培训的专职人员，方可对传感器进行调试。严禁在使用过程中启动调试程序。

1、甲烷的调试

(1)、零点的检查和调整

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在新鲜空气中，开机10分钟，待显示值稳定后，观察显示值是否为0.00，否则应进行零点调整。进行零点调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入调零（第1）状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，进行上述操作，使显示值为0.00，然后按D键确认并退出调零状态，返回甲烷检测状态，零点调整结束。

(2)、精度的检查和调整

只有经过零点调整后的传感器方可进行精度的检查和调整。

将传感器的气室套上校正气嘴，通入浓度为 2.00 ％ 左右的 CH4 标准气样，控制流量在200 ml/min，待显示值稳定后，观察显示值是否为标准气样值，否则应进行精度调整。

进行精度调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入第1状态。重复上述操作，此时首位的小数点亮，表示传感器已进入精度调整（第2）状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，按A键可改变递加或递减的速度，进行上述操作，使显示值为标准气样值，然后按D键确认并退出精度调整状态，返回甲烷检测状态，精度调整结束。

2、时钟的调试

准备好一个经标定过的标准时钟。开机后按B键进入时钟状态，观察显示值是否与标准时钟一致，若误差在1分钟以上，可进行调整。

进行调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入时钟调整（第1）状态。重复按B键可使小时数或分钟数递加，重复按C 键可使小时数或分钟数递减，按A键可改变递加或递减的是小时数还是分钟数，进行上述操作，使显示值为标准时钟值，然后按D键确认并退出时钟调整状态，返回时钟显示状态，时钟调整结束。

在调整过程中，按C键只能使小时数或分钟数递减到00为止，再按C键将不起作用；按B键只能使小时数递加到23为止，分钟数递加到59为止，再按B键将不起作用。

3、报警点的调试

开机后按B键2次进入报警点状态，显示P1.00（出厂设置值），若用户要求更

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改，可进行调整。

调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入报警点调整（第1）状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，进行上述操作，使显示值为用户要求值，然后按D键确认并退出报警点调整状态，返回报警点状态，调整结束。

4、断电点的调试

开机后按B键3次进入断电点状态，显示C1.50（出厂设置值），若用户要求更改，可进行调整。

调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入断电点调整（第1）状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，进行上述操作，使显示值为用户要求值，然后按D键确认并退出断电点调整状态，返回断电点状态，调整结束。

5、解锁点的调试

开机后按B键4次进入解锁点状态，显示J0.50（出厂设置值），若用户要求更改，可进行调整。

调整时，应先按A键，1秒钟之内再按D键，此时末位的小数点亮，表示传感器已进入解锁点调整（第1）状态。重复按B键可使显示值递加，重复按C键可使显示值递减，进行上述操作，使显示值为用户要求值，然后按D键确认并退出解锁点调整状态，返回解锁点状态，调整结束。

七、注意事项

注意事项

1、只有经过专门培训的专职人员才可对传感器进行通电检查、功能试验、精度校准、

下井安装和调试等工作。

2、井下安装时,与断电仪间的接线不能接错，应反复检查接线确认无误后方可通电

试验。

3、试验正常24小时后，应进行复查。复查时应带上新鲜空气、2.00％左右的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。

4、传感器在运输和使用过程中应防止水滴溅入，避免经受猛烈撞击和挤压。

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5、传感器不可在含有高H2S气体的矿井中使用。

6、根据使用情况，应对传感器的气室进行定期和不定期的清洗。

保管和维修

八、保管和维修

1、传感器应有专人保管，并建立登记制度，将使用情况一一记录在册。

2、传感器长期不用，应放于通风干燥处贮藏，避免与H2S等有害气体接触，每季度

通电检查一次。

3、禁止随意拆卸传感器，维修工作应有经过专门培训的专业人员担任。维修时应注

意，印制板在更换元器件和焊接后，应涂三防漆两遍。

4、严禁在井下或有爆炸危险的场所拆卸传感器。电池组和甲烷探头系特殊防爆组件，

损坏后必须整体更换，由本厂提供配件，不得用其它类型的部件代替。更换甲烷探头后，传感器必须重新调试。

传感器附件

九、传感器附件

1、校正气嘴 1 个

2、产品使用说明书 1 份

3、出厂合格证书 1 份

江苏省扬中市南方矿用电器有限公司

地址：扬中市港东北路32号 邮编：212200

电话：0511-******** 传真：0511-********

网址：http：//https://www.wendangku.net/doc/1b7452657.html,

E-mail:office@https://www.wendangku.net/doc/1b7452657.html,

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