1.概述
KG9701型智能低浓度沼气传感器是一种专门用以监测煤矿井下低浓度瓦斯气体的本质安全型检测仪表。除能连续监测外，还能自动地将检测到的沼气（瓦斯）浓度转换成标准的电信号送往与之相连的煤矿井下安全监测系统，实现必要的近、远程设备断电。 1.1 产品特点
1.1.1 KG9701型传感器采用新型单片微机和高集成数字化电路,结构简单、性能可靠、调试维护方便。
1.1.2 KG9701型传感器的传感头采用了新型的热催化元件，使整机的性能更加稳定，调校周期大大延长。
1.1.3 KG9701型传感器的零点、灵敏度及报警点皆可用红外遥控器调节。
1.1.4 KG9701传感器除可连续检测沼气外，还具有断电控制功能, 断电点也可任意设定,真正实现了一机多用。
1.1.5 KG9701型传感器的电源部分采用了新型开关电源,降低了整机功耗,增加了仪器的传输距离。
1.1.6 KG9701型传感器设计了故障自检功能,便于使用与维护。
1.1.7 KG9701传感器的外壳为高强度结构,仪器的抗冲击能力强。
1.2 主要用途及适用范围
主要用途：煤矿井下沼气浓度的连续监测
适用范围：煤矿井下的采掘工作面、机电峒室、回风巷道等具有瓦斯暴炸危险的地点和场所
1.3 品种、规格
品种：矿用型沼气传感器 规格：低浓度、半固定式连续监测
1.4 型号的组成及其代表的意义
本产品在生产过程中执行的是煤炭科学研究总院重庆分院发布的Q/MKCXX—2000企业标准。KG9701型智能低浓度沼气传感器型号的定义依据 MT/T154.10—1996煤矿安全仪器仪表产品型号编制方法和管理办法的规定。具体解释如下：
K G — 9701
产品自编号
传感器
矿用
1.5 使用环境
1.5.1 环境温度：0℃ +40℃
1.5.2 相对湿度：≤98%
膜分离装置1.5.3 大气压力：80Kpa 110KPa(相对海拔高度-1000m 1500m)
1.5.4 风速：0 8m/s
1.5.5 矿井环境中的H2S气体浓度：< 6×10-6
1.6 安全特征
安全类型：矿用本安兼隔爆型 安全标志：Exibdi(+150℃)
2.结构特征与工作原理
2.1 结构特征:
KG9701型智能低浓度沼气传感器的外型为长方体、不锈钢结构。
2.1.1 KG9701型智能低浓度沼气传感器外型结构示意图:
2.2 工作原理
KG9701型智能低浓度沼气传感器采用热催化原理测量沼气浓度。热催化元件与金属膜电阻、调节电位器P1组成惠斯登测量电桥。工作时,被测环境中的沼气以扩散的方式进入气室腔与敏感元件发生反应，测量电桥随即产生与沼气浓度相应的电讯号。该讯号经放大后被送入A/D转换器进行模数转换并送往89C51单片机进行数据处理，然后发往与之相连的井下监控分站直至地面中心站，实现井下安全监控系统的联网监测及就地数字显示和声光报警。 (承接2.1.1结构示意图)
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图1 KG9701型智能低沼浓度传感器外型结构示意图
1. 提手 2. 航空插头 3. 铭牌 4. 蜂鸣器
5. 显示窗 6. 报警灯 7.元件气室 8.气室防尘罩
2.3电路原理
KG9701型智能低浓度沼气传感器的整机电路主要由测量电桥、A/D转换电路、89C51为中央处理单元、数字显示、声光报警等单元电路组成，电原理框图如图2所示：
图2 KG9701型智能低浓度沼气传感器电原理框图
3、主要技术指标
3.1 测量范围：0 4.00 %CH4
3.2 测量精度：0.00 1.00%CH4 ≤±0.10%CH4 （基本测量误差）
1.00 2.00%CH4 ≤±0.20%CH4 （基本测量误差）
2.00 4.00%CH4 ≤±0.30%CH4 （基本测量误差）
3.3 显示方式：四位红数码管
3.4 显示定义：第一位功能显示 1——调零
2——调灵敏度
3——调报警点
4——调断电点
5——自检
后三位：沼气浓度值显示( 单位：％CH4 )
3.5 信号输出类型： 电流或频率
3.6 信号输出范围： 1 5mA （线性对应0 4%CH4）
200Hz 1000H彩碳粉z （线性对应0 4%CH4）
3.7 信号带负载能力： 0 400Ω
3.8 报警方式： 二级间歇式声光报警
声音强度≥85dB
光强度：能见度 >20m
3.9 报警点设置：0.50%CH4 2.50%CH4 任意可调
3.10 断电点设置: 0.50%CH4、0.75%CH4、1.00%CH4、1.25%CH4、1.50%CH4、
相应的复电点： 0.40%CH4、0.65%CH4、0.90%CH4、1.15%CH4、1.40%CH4
3.11 采样方式： 限制扩散式
3.12 反应速度： ≤30S
3.13 热催化元件寿命：一年以上
3.14 整机工作电压： +9 +24V.DC
3.15 整机工作电流： ≤60mA（+18VDC）
4 、尺寸、重量
4.1 外形尺寸：190×114×57mm
4.2 整机重量：700g
4.3 外壳材料：不锈钢
4.4 外壳颜：银白
5、使用、调校、维护
5.1 使用
5.1.1 使用前准备
使用前首先应将来自井下分站或断电仪的专用电缆与本传达感器正确连接。连接的方法是将电缆航空插头上的缺口与传感器上航空插座的相应位置对准、插好、旋紧。航空电缆插座、插头的接线要求如图3、图4所示：
图3 传感器上电缆插座的插孔排序示意图d403 图4 电缆航空插头插针排序示意图
1—电缆接头1号口（红线），电源正级
2—电缆接头2汽车空调电磁离合器号口（蓝线），电源负级
3—电缆接头3号口（白线），接恒流输出或频率输出
4—电缆接头4号口（绿线），执着断电信号（恒流）输出
5.2 传感器调校（△上升键 ▽下降键）
5.2.1 零点调校：
方法一： 按5.1.1的要求正确连接好传感器，并使之进入正常工作状态。预热20分钟后，在新鲜空气中观察传感器显示窗内的LED数字显示是否为零，若有偏差，请将配套遥控器对准传感器的显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示“1”，然后再同时按动遥控器上的上升键和下降键，使传感仪器显示窗内的显示为零，即完成校零工作。
方法二： 传感器进入正常工作状态后，预热20分钟，在新鲜空气中观察传感器显示窗内的LED数字显示是否为零，若有偏差，请将遥控器对准传感器的显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示“1”，然后再分别按动遥控器上的上升键和下降键，传感器显示窗内的LED数字显示为零，即完成校零工作。
注：在传感器零点的调校过程中，小数码管的显示变为“-1”，则说明传感器的零点已偏负。
5.2.2 精度调校：
在传感器的电气零点调节完后，还必须进行传感器的精度调校。
方法是：旋开传感器气室顶部的气室防尘罩，将通气罩插入并罩住传感器粉末冶金气室的外部。然后通入浓度约2%CH4的标准甲烷气体（或预先配制好的同浓度甲烷气），通气流量控制在200ml/分钟。此时，传感器显示窗内的数字显示应与通入的甲烷气体浓度值相同。若有偏差，则请将遥控器对准传感器的显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使显示窗内小数码管显示为“2”，然后再根据需要分别按动遥控器上的上升键或下降键，直至传感器显示窗内的显示值与实际通入的甲烷气体浓度值相同为止，即完成传感器的精度调校。
5.2.3 报警点调校:
首先使传感器进入正常工作状态，然后将遥控器对准传感器的显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示为“3”，再根据实际需要分别按动遥控器上的上升键或下降键，使传感器显示窗内的数字（即报警点）显示为所需要的数值即可完成传感器报警点的调校。
注：本传感器报警点的可调节范围为：0.50%CH4 ～ 2.5%CH4。
5.2.4 断电点的调节、设定
待传感器进入正常工作状态后，将遥控器对准传感器的显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示为“4”，然后分别按动上升键或下降键，即可调节、设置本传感器的断电点。断电点的等级分为：0.50、0.75 、1.00、1.25、1.5%CH4。
5.3 维护
外置电源
5.3.1自检:
为了方便检查传感器的工作是否正常，本传感器专门设计了自检功能。具体的使用方法是：将遥控器对准传感器的显示窗，按动遥控器上的选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示“5”，此时传感器显示的数值应为2.00，信号的输出值为600HZ（或是300mA）。若显示“2.AA”或“2.bb”，则说明传感器内热催化电桥的零点偏离过大，需要通过调节机内的零点电位器P1予以校正。
5.3.2传感器内热催化电桥的零点偏离过大的调校：
将遥控器对准传感器的显示窗，同时按动遥控器上的三个按键持续数秒钟，然后立即按动选择键，使传感器显示窗内的小数码管显示为“1”。用螺丝刀旋下传感器后盖上的坚固螺钉，打开传感器后盖，露出整机电路板。再用专用小螺丝刀调节电路板上的零点电位器P1，使传感器的显示回到“0.00”即完成调校。
注：进行此项操作后，必须再用标准气体重新对传感器的精度进行校对后方可下井使用。螺钉输送机
特别提醒：一旦对传感器的部分参数进行了调节后，在断电之前，都必须按动遥控器上的选择键，致使传感器显示窗内小数码管显示的数字循环至消隐，方可使调校后的参数存入传感器的存储器内。否则此次调校无效。
