1 概述
GPD5型礦用差壓傳感器(以下簡稱傳感器)是一種允許在煤礦井下爆炸性環境中正常使用的礦用本質安全型設備。適用于測量礦井風機、風門、通風巷道等場所的氣體壓差,是礦井監控、控制系統或設備的配套產品。
本產品執行常州迪泰科特測控設備有限公司企業標準《Q/DM025-2015》。
2 適應的環境條件
a) 環境溫度:0℃~40℃;
b) 濕度: ≤98%;
c) 大氣壓力:80kPa~116kPa;
d)無顯著振動和沖擊的場合;
e)煤礦井下有甲烷爆炸性混合物,但無破壞絕緣和腐蝕性氣體的場合。
3 技術參數
3.1 防爆型式
礦用本質安全型,防爆標志為 “ExibⅠMb”。
3.2 工作電源
a) 工作電壓:直流9V~24V;
b) 額定工作電流: ≤50mA。
3.3 輸出信號(出廠時只有一種)
3.3.1 RS485信號
a) 半雙工傳輸方式,傳輸速率:2400bps;
b) 最大傳輸距離:2km(使用MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5mm2);
c) 信號電壓峰峰值:2V~12V。
3.3.2 頻率信號
a) 信號范圍:200Hz~1000Hz(線性對應0~ ±5kPa)頻率信號,
b) 信號的正、負脈沖寬度:≥0.3ms;
c) 高電平不小于3.0V(拉電流為2mA時),低電平不大于0.5V(灌電流為2mA時)。
3.3.3 電流信號
a) 1mA~5mA或4mA~20mA電流信號(線性對應0~±5kPa,也可選擇0mA~5mA或0mA~20mA);
b) 負載能力:1mA~5mA時≥800Ω;4mA~20mA時≥200Ω。
3.4 量程:(0.00~5.00)kPa或(0.00~-5.00)kPa。
3.5 基本誤差:±2%(滿量程范圍內)。
3.6 分辨率:0.01kPa。
3.7 聲光報警功能
a) 傳感器能在測量范圍內設置報警點(出廠設為±2.00kPa),報警顯示值與設定值的差值不大于±0.05 kPa。
b) 報警聲級強度在其1m遠處的聲響信號的聲級不小于80dB(A);光信號在黑暗環境中20m遠處清晰可見。
4 主要結構特征及工作原理
4.1外形尺寸及重量
a) 外形尺寸(如圖1,長×寬×高):235mm×126mm×51mm;
b) 重量:約1.0 kg。
圖1 差壓傳感器外形圖
4.2 主要工作原理
差壓傳感器采用壓阻式傳感探頭感應外部壓差,將壓力轉換成對應的電壓信號,經放大、濾波后送入單片機,處理后送數碼管顯示,同時輸出和壓力數值對應的電信號供配接設備采集。其原理框圖如圖2所示。
5 接線與安裝
5.1 接線
傳感器出廠時配有礦用4芯電纜(MHYV煤礦用阻燃電纜,其單芯截面積為1.5mm2),電纜有與傳感器配對的4芯接頭,電纜各芯按顏色區分,代表意義如下:
表2 接線規則表
線的顏色 信號類型 |
藍 |
綠 |
白 |
紅 |
RS485信號 | 485-A | 485-B | 電源負 | 電源正 |
頻率信號 | 電源負 | 頻率輸出負 | 頻率輸出正 | 電源正 |
電流信號 | 電源負 | 電流輸出負 | 電流輸出正 | 電源正 |
5.2 安裝
差壓傳感器一般用來監督礦井通風巷道或者風井與地面大氣的壓力差,用來對礦井的負壓通風系統進行監視。一般將傳感器安裝在通風機房或者風井等局域,然后通過通氣塑料管與另一段相通。差壓傳感器上的通氣接頭外徑為6.4mm,一般選擇4~6內徑有一定彈性的塑料通氣管都能符合要求。例如,在采用負壓通風方式的礦井,傳感器安裝在通風機房,需要測量風井與通風機房的壓力差,同時在風機房還有U形顯示管。安裝時,先測量通風機房與風井的距離,然后選擇購買合適長度的內徑為5mm塑料通氣管,然后將通氣管擰入隨機配送的3通,3通的另外2端,一接U形管,一接差壓傳感器右側的通氣接頭(因為是負壓通風,所通風井的壓力比地面大氣壓力小),然后從墻壁引入風井,在風井內找一段平直無遮擋的巷道,垂直風流的方向固定好通氣管即可。安裝時要注意:
1.正負壓力口不能弄錯,差壓傳感器的左端為正壓口,右端為負壓口(見圖1);
2.通氣延長管要定期檢查,不能堵塞,也不能折彎30°以上,以免通氣管兩側壓力不通;
3.在通氣管的末端使用配套的3通或者皮托管效果會更好;
4.負壓的顯示值較小(常溫下,大約為風速的平方乘0.6),現場由于空氣被抽走,顯示可能稍大;
5.正負壓力取樣頭接反時,差壓傳感器會一直顯示0。
6 數碼管及LED顯示說明
數碼管的分布見圖3,第一位為功能顯示,后三位顯示差壓值,左邊的發光二極管為指示燈,最末位的小數點亮,表示傳感器工作電壓超出范圍(大于25V或者小于8.5V)。
指示燈在各種輸出類型中的狀態及作用如表3所說明:
表3 指示燈功能表
狀態 指示燈類型 | 亮 | 閃爍 | 滅 |
紅色 | 電源正常 | 485方式正在通信 | 故障 |
綠色 | 輸出信號正常 | - | 輸出信號開路 |
傳感器的現場調整
傳感器可使用我公司的FYF3型遙控發送器進行調整,其外形如下圖4所示,在本傳感器中只需使用功能、“”、“
” 三個按鍵。
注意:
1. 所有參數調整后,傳感器會自動保存;
2. 調整模式下傳感器不會報警;
3. 遙控器調整完畢后,都需要按“功能”鍵使首位不顯示,或者同時按“S1”、“S2”鍵,才能返回正常測量狀態;
4. 遙控器首次使用時,需要撥下遙控器正下方電池上的絕緣塑料;
5.調整時要將遙控器的紅外發射部分正對圖1所示的紅外接收區域,距離最好不超過0.5米。
圖 4 FYF3型遙控發送器
7.1 校準
a)調零。傳感器上電,正負壓力取樣頭在空氣中穩定后,按遙控器上的“功能”鍵,第一位數碼管顯示“1”,然后再按“”鍵使后3位數碼管顯示為零,即可完成傳感器的調零工作。如果傳感器首位顯示“-1”,表示傳感器負偏,按“
” 鍵使傳感器顯示“10.00”即可。
b)加壓校準。參考圖1,傳感器的正取樣頭接上壓力計,緩慢加壓到4kPa,穩定后,按遙控器上的“功能”鍵2次,第一位數碼管會顯示“2”,然后再根據需要分別按“”和“
”鍵,使后3位數碼管的顯示值與實際壓力值一致即可。
7.2 報警點的調整
本傳感器設有聲光報警功能,報警門限可由遙控器設定,操作方法如下:
按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數碼管顯示“3”,然后再根據需要分別按“”和“
”鍵可以增大或減小報警點(后3位數碼管的顯示值)。請注意報警點的范圍是0.50kPa~3.50kPa,調整步進是0.05kPa,如果超出此范圍,操作將無效。
7.3 傳感器的測試功能
本傳感器設有報警測試功能,操作方法如下:按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數碼管顯示“5”,后3位數碼管自動顯示“2.50”,輸出信號和差壓達到“2.50”時相同。
7.4 輸出電流的調整(只有是電流輸出方式才需要)
電流輸出的傳感器,在現場如果需要對輸出電流進行校正時(一般不需要),按遙控器上的“功能”鍵,直到第一位數碼管顯示“6”,傳感器會自動輸出顯示0時的電流,然后分別按“”和“
”鍵可以對零點輸出電流進行調整;第一位數碼管顯示“7”時,傳感器會自動輸出滿量程時的電流,按同樣方法可以對滿量程的輸出電流進行調整。
8 使用和維護
傳感器在正常的使用中,應定期對測量探頭和通氣管進行維護校準以保證測量的精度。
9 使用注意事項
9.1 注意正確接線,以免損壞設備;
9.2 接線前應明確分站接入信號的制式和接入信號的類型;
9.3 本安產品不得隨意與其他未經過聯檢的設備連接;
9.4 維修時不得改變本安電路和與本安電路有關的元器件的電氣參數、規格和型號;
9.5 在煤礦井下嚴禁隨意拆卸、檢修,非專業人員請勿隨意檢修。
10 常見故障與維修
常見故障處理與維修見表3。
表3 常見故障處理表
序號 | 故障現象 | 可能造成原因 | 排除方法 |
1 | 指示燈不顯示 | 電源沒接好 | 重新插接 |
指示燈損壞 | 更換指示燈 | ||
2 | 不能正常顯示 | 傳感器探頭損壞或未正確使用 | 更換傳感器頭,檢查接線 |
信號輸出線斷路、短路或接觸不好 | 檢查接線 |
11 運輸、貯存
11.1 運輸
完整包裝的產品,在避免雨雪直接淋襲的條件下, 可適用于水運、陸運等各種運輸方式。
11.2 貯存
完整包裝的產品可在干燥、無腐蝕性物質、無強烈振動的室內存放12個月以上。
12 附件及資料
使用說明書 1份;
產品合格證 1份;
FYF3型遙控發送器 1只(視具體情況);
三通接頭 1只;
裝箱單 1份。