GRG5H 型礦用二氧化碳傳感器(以下簡稱"儀器")是一種礦用本 質(zhì)安全型氣體檢測用傳感器，主要用于煤礦井下采、掘工作面，回 風巷道，采空區(qū)、盲巷、避難硐室等場所， 自動連續(xù)監(jiān)測其被測環(huán) 境中的二氧化碳(CO2)含量，其檢測范圍最大為 0—5.00%CO2。
儀器內(nèi)部設(shè)有單片微處理機，它可控制儀器自動穩(wěn)零， 自動非 線性校正等， 使儀器在較寬的檢測范圍內(nèi)克服各種干擾及非線性因 素，實現(xiàn)線性測量。儀器除可以就地數(shù)字示被測氣體中二氧化碳的 含量外，還可輸出與被測氣體中二氧化碳含量成正比的頻率、電壓、 電流信，與國內(nèi)各類礦井環(huán)境監(jiān)控站等礦井微機環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的分 站配套，將井下的二氧化碳含量信號傳至地面顯示處理。
儀器具有操作方便，工作穩(wěn)定，外殼堅固等特點，適用于煤礦 井下及有沼氣爆炸危險的環(huán)境中。
一.工作原理:
儀器的核心二氧化碳敏感元件是采用進口英紅外二氧化碳傳感 器，它采用非色散紅外（NDIR）工作原理，是一種具有不切光 單光 束結(jié)構(gòu)的新型紅外二氧化碳傳感器，該傳感器基于郎伯-比爾吸收定 律采用光源穩(wěn)流、附加誤差補償與單片機數(shù)據(jù)處理技術(shù)、并選用高 性能紅外探測器技術(shù)，能夠?qū)Χ趸細怏w進行準確有效的檢測分 析。
CO2 氣體將吸收 4.26μm 特定波長的紅外光，通過使用專門的探 測 器 （ 例 如 熱 電 堆 探 測 器 TPS2534G2/G20 、 熱 釋 電 探 測 器
LHi814G2/G20），將光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，其它的紅外吸收 氣體的干擾被最小化。氣體分子擴散進傳感氣室.紅外光直接穿過氣 室，照在探測器上.探測器上有一個濾光片，只有 CO2 分子能夠吸收 的 4.26μm 波長的光能通過，其它的氣體分子不吸收這種波長的光， 只有 CO2 分子能影響到達探測器的光強度。到達探測器的 4.26 μm 光的強度與傳感氣室的CO2 濃度有反向的聯(lián)系。高濃度的 CO2 分子 比低濃度的要吸收更多的紅外光.當傳感氣室的 CO2 濃度為零時，探 測器將"看到"所有強度的光。當 CO2 濃度增加時，到達探測器的光 強度顯著的降低。紅外光強和 CO2 濃度之間的精確的聯(lián)系是確定的， 它可以用純氮氣（0ppmCO2） 以及已知 CO2 濃度（1000or5000ppm） 的校準儀表來確定。
儀器電路由放大電路，微處理機，恒電位電路，信號輸出電路， 顯示電路，穩(wěn)壓電路等部分組成(電路框圖見圖二)，輸入 12--21 伏 直流電源，經(jīng)穩(wěn)壓電路輸出 5V 電壓供給儀器的各電路單元，放大電 路由 5 個運算放大器組成，其輸出的 1，3，端為 150mv 恒電位輸出 端，2，4，端為溫度補償。傳感元件輸出的電流信號經(jīng)轉(zhuǎn)換放大， 輸出 0-- 1V 電壓(再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送微 機系統(tǒng)處理，微機系統(tǒng)為 8951 單片微機，它將經(jīng)過處理好的數(shù)字量 送顯示器顯示。顯示器以 3 位數(shù)字顯示 0—5.00%CO2 數(shù)值。儀器可 根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的需要，選擇 1--5mA; 200--1000Hz;或其它制式的信 號輸出(原理見圖 2)。
分站電源
恒壓 穩(wěn)流 放大
基 頻
TO INTO PO
AT89S52
P1. 1 P1.0 P1.3 TXD RXD
百 十 個
二.主要技術(shù)指標:
2.1 型式: 可吊掛定置型，連續(xù)工作方式。
2.2 型號: GRH
G- 傳感器“感 ”的第一個英文字母 R 二氧化碳的第一個英文字母
H-變換器“換 ”的第一個英文字母;
5－最大量程 5.00%6CO2
2.3 測量氣體及量程
2.3.1 測量氣體: 二氧化碳(CO2) ;
2.3.2 量程: 0—5%CO2 ; 2.3.3.基本誤差:
0—1%CO2 范圍: ≤±0.1%CO2
大于 1—2% CO2 范圍: ≤±0.2%CO2 大于 2—5% CO2 范圍:≤±10%測量值
2.4 工作條件:
2.4.1 工作溫度: 0--40℃
2.4.2 相對濕度: ≤98%RH (25℃時)
2.4.3 壓 力: 80--110KPa
2.4.4 風 速: 0--8M/s
2.5 防爆型式: ExibI (本質(zhì)安全型)
2.6 防護性能: IP54
2.7 輸入本安電源: 經(jīng)防爆檢驗單位聯(lián)檢合格，認可的直流本 安電源，在直流 12-21V 范圍內(nèi)，應(yīng)能正常工作。
2.8 輸出信號:
2.8.1 儀器的輸出信號基本制式為: 頻率信號:200--1000Hz ; 電流信號:1--5mA。
2.8.2 響應(yīng)時間:不大于 40s
2.8.3 穩(wěn)定性:傳感器連續(xù)工作一個月基本誤差符合 2.3.3 的要
求。
2.8.4 最大傳輸距離: 不小于 1Km
2.9 最大工作電流: 120mA
2.10 傳感元件工作壽命: 大于 24 個月(兩年)
2.11 使用電纜: YZ3×1.5×86mm
2.12 外型尺寸: 171mm×120mm×60mm
2.13 整機重量: ≤1.5Kg
