安全监测系统培训资料Word文档格式.docx

安全监测系统培训资料Word文档格式.docx

《安全监测系统培训资料Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安全监测系统培训资料Word文档格式.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

三、主要技术参数

　　1、适用条件

环境温度：

0℃—40℃

相对湿度：

≤98%

大气压力：

80—116KPa（相对海拔高度-1000—2000m）

风速：

0—8m/s

矿井环境中H2S气体小于6×

10-6

2、主要技术指标：

测量范围：

0—4.00%CH4、

基本测量误差:

0.00—1.00%CH4±

0.10%CH4

　　1.00—3.00%CH4真值的±

10%CH4

　　3.00—4.00%CH4±

0.30%CH4

显示方式：

四位红色数码管显示

第一位：

功能显示:

0-零点

1-放大倍数

2-非线性补偿

3-报警点

4-断电点

5-复电点

6-输出测试

7-电压显示

8-复位

9-自检点调节

后三位：

测量数值显示;

（％CH4）

信号输出：

200—1000Hz（或4—20mA）线性对应0—4.0%CH4

信号带负载能力：

1500Ω

报警方式：

间歇式声光报警

　声强≥85dB

光强：

能见度>

20m

　报警点范围：

在测量范围内任意设置。

断电点设置：

复电点设置:

在测量范围内任意设置，但不大于所设的断电点。

　整机工作电压：

9—24V.DC

　整机工作电流：

≤100mA、DC18V。

四、工作原理

传感头由气室、黑白元件等组成，黑元件是一种对甲烷气体很敏感的载体催化元件，而白元件是补偿元件，对瓦斯不起反应。

黑白元件作为检测电桥的两臂，另两臂由电阻组成。

将黑白元件置于同一气室中,施加工作电压。

无瓦斯时,电桥处于平衡、输出约为零，当瓦斯气体进入气室，接触到黑元件表面时，就在其表面进行无焰燃烧,元件的温度升高，阻值增大，而白元件不发生反应，阻值不变，于是破坏了检测电桥平衡,在一定的瓦斯浓度范围内,产生正比于瓦斯浓度的直流电压输出信号。

检测电桥的电位器R1是用来调节零点的。

瓦斯浓度为零时，调节该电位器R1测量线路板集成电路D4的2脚，电压使该电压为0.15V，再用用遥控器进行调零。

五、结构

传感器主机的机壳采用不锈钢冲压而成，其前后盖合缝处设计有橡胶密封围，既防尘又防水，报警灯组采用了高亮度红色发光管，同时也具有声报警。

仪器正面采用了四位红色数码作为数字显示。

整个设计新颖、体积小、调节方便。

六、使用与维护

1.使用前的准备

将插头缺口对插座，上好旋紧，输出接线严格按所标颜色接线。

2.仪器的调节

（1）零点调节：

按操作步骤使仪器进入工作状态，预热20分钟后，在新鲜空气中观察LED数字显示是否为零，若有偏差，可将遥控器对准传感器显示窗,请轻轻按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“0”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，使仪器完成校零工作。

（2）放大倍数调节

在零点调节完后，将通气罩插入传感器头，通入标准甲烷气或预先制好的甲烷气，其浓度在1%CH4左右，气体流量控制在200ml/分以上，此时，仪器的数字显示应指示在预先配制的标准甲烷气上，若有偏差，可将要控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使小数码管显示为“1”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，使显示值与气样值一致时为此。

（3）非线性调节

在零点调节完后，将通气罩插入传感器头，通入标准甲烷气或预先制好的甲烷气，其浓度在3%CH4左右，气体流量控制在200ml/分以上，此时，仪器的数字显示应指示在预先配制的标准甲烷气上，若有偏差，可将要控器对准传感器显示窗，轻轻按动遥控器上的选择键，使小数码管显示为“2”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，使显示值与气样值一致时为此。

（4）报警点调节

按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“3”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，调节到所需报警值时为此。

（5）断电点调节

按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“4”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，调节到所需断电值时为此。

（6）复电点的调节

按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“5”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键进行相应的设置，调节到所需断电值时为此。

，但不大于所设定的断电点。

　　（7）自检功能

按动遥控器上的功能键，使小数码管显示为“5”，然后再按动遥控器上的执行键，使功能码处于闪烁状态，此时按“加/减”键，显示器显示瓦斯浓度2.50%，同时输出与之对应的频率信号、报警信号、断电信号。

放开‘+/-’键恢复正常瓦斯检测与显示。

此时按下“功能”键，回到“6”的正常显示，同时瓦斯也在正常检测。

　　3.注意事项

（1）本仪器应固定专人使用，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，按动按键等。

（2）在使用中避免猛烈摔打，碰撞。

对仪器的零点、测试精度要定期调校，一般为7天一次，若未超差时可继续使用。

此外，应及时擦拭、清扫传感头及仪器外部的煤尘，保持清洁、美观。

七.典型故障处理

航空插头线色：

红色线——电源正极

白色线——电源负极

蓝色线——信号输出正极

绿色线——信号输出负极

黄色线——断电信号输出正极

零点定位器：

用于手动调零时使用

放大倍数定位器：

用于通1.00%气样时使用

78E052：

主程序芯片，用于计算、控制

TLV1549：

AC/DC转换（模/数转换）

MAX324：

运算放大器

LM2674：

电源输出模块

X2505：

看门狗电路（掉电保护）

1.无显示

若传感器在井下无显示时,此时检查供电电源是否正常，在完好的情况下检查电源输出部分是否有3V的电压输出，如无输出更换2803芯片。

2.正常情况下显示“-.—”或“3.88”

出现此符号后,1、说明传感器测量桥路偏移过大或损坏,应对传感器催化元件进行测试。

用万用表测量催化元件的电桥是否平衡，在平衡状态平衡下利用零点定位器对传感器重新调校，如不平衡更换催化元件或返厂维修；

2、芯片的3V供电电压错误，此时建议返厂维修。

3.报警声光问题

如果有光无声或声音嘶哑,首先应检查蜂鸣器连线,无断线情况时,应更换蜂鸣器,必要时可用橡胶等弹性物予以衬垫。

如无光无声,首先检查报警灯与蜂鸣器连线或有无损坏,无误后,在检查相对应的9013,必要时予以更换或返厂维修。

4.遥控问题

如传感器接受不到遥控信号,首先检查遥控器电池是否有电,确认有电后在更换传感器线路板数码管旁的红外接收头。

如小数码管功能位数字乱跳而无法控制,也可更换红外接收头。

5.显示不明字符

若传感器在井下显示不明字符,或反复显示"

0.00"

请检查传感器电源输出部分是否完好,正确状态应该是输入18V左右,输出3V左右；

检查传感器机内芯片是否有脱落现象；

检查供电电源是否不稳定，反复重起。

八.芯片资料

8.11549模数转换器

TLC1549系列是美国德州仪器公司生产的具有串行控制、连续逐次逼近型的模数转换器，它采用两个差分基准电压高阻输入和一个三态输出构成三线接口，其中三态输出分别为片选（CS低电平有效），输入／输出时钟（I／OCLOCK），数据输出（DATAOUT）。

TLC1549引脚排列如图1所示。

TLC1549能以串行方式送给单片机，其功能结构如图2所示。

由于TLC1549采用CMOS工艺。

内部具有自动采样保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，而且开关电容设计使在满刻度时总误差最大仅为±

1LSB（4.8mV），因此可广泛应用于模拟量和数字量的转换电路。

TLC1549在工作温度范围内的极限参数：

电源电压范围：

-0.5V～6.5V；

125℃输入电压范围：

-0.3V～VCC+0.3V；

输出电压范围：

-0.3～VCC+0.3V；

正基准电压：

VCC+0.1V；

负基准电压：

-0.1V；

峰值输入电流：

+20mA；

峰值总输入电流：

±

30mA；

工作温度范围：

TLC1549M为-55℃～125℃，TLC1549C为0℃～70℃，TLC1549I为-40℃～85℃。

2工作原理

TLC1549具有6种串行接口时序模式，这些模式是由I／OCLOCK周期和CS定义。

根据TLC1549的功能结构和工作时序，其工作过程可分为3个阶段：

模拟量采样、模拟量转换和数字量传输。

图3所示为TLC1549的时序图。

2.1输入的模拟量采样

在第3个I／OCLOCK下降沿，输入模拟量开始采样，采样持续7个I／OCLOCK周期，采样值在第10个I／OCLOCK下降沿锁存。

2.2输入的模拟量转换

对于连续逐次逼近型的模数转换器TLC1549，CMOS门限检测器通过检测一系列电容的充电电压决定A／D转换后的数字量的每一位，如图4所示。

在转换过程的第一阶段，模拟输入量同时关闭SC和ST进行充电采样，这一过程使所有电容的充电电压之和达到模数转换器的输入电压。

转换过程的第二阶段打开所有SC和ST，CMOS门限检测器通过识别每一只电容的电压确定每一位，使其接近参考电压。

在这个过程中，10只电容逐一检测，直到确定转换的十位数字量。

其详细步骤为：

门限检测器检测第一只电容（weight=512）的电压，该电容的节点512连接到REF+。

梯型网络中，其他电容的等效节点接到REF-。

如果总节点的电压大于门限检测器的电压（大约VCC的一半），“0”被送至输出寄存器，此时512-weight的电容连接到REF-。

经反相后为“1”，即为最高位MSB为1；

如果总节点的电压小于门限检测器的电压（大约VCC的一半），“1”被送至输出寄存器，此时512-weight的电容连接到REF+，经反相后为“0”，存为最高位MSB为0。

对于256-weight的电容和128-weight的电容也要通过连续逐次逼近型的重复操作，直到确定从高位（MSB）到低位（LSB）所有数字量，即为初始的模拟电压数字量。

整个转换过程调整VREF+和VREF1以便从数字0至1跳变的电压（VZT）为0.0024V，满度跳变电压（VFT）为4.908V，即1LSB=4.8mV。

2.3数字量的传输

当片选CS由低电平变为高时，I／OCLOCK禁止且A／D转换结果的三态串行输出DATAOUT处于高阻状态；

当串行接口将CS拉至有效时，即CS由高变为低时，CS复位内部时钟，控制并使能DA-TAOUT和I／OCLOCK，允许I／OCLOCK工作并使DATAOUT脱离高阻状态。

串行接口把输入／输出时钟序列供给I／OCLOCK并接收上一次转换结果。

首先移出上一次转换结果数字量对应的最高位，下一个I／OCLOCK的下降沿驱动DATAOUT输出上一次转换结果数字量对应的次高位，第9个I／OCLOCK的下降沿将按次序驱动DATAOUT输出上一次转换结果数字量的最低位，第10个I／OCLOCK的下降沿，DATAOUT输出一个低电平，以便串行接口传输超过10个时钟；

I／OCLOCK从主机串行接口接收长度在10～16个时钟的输入序列。

CS的下降沿，上一次转换的MSB出现在DATAOUT端。

10位数字量通过DATAOUT发送到主机串行接口。

为了开始传输，最少需要10个时钟脉冲，如果I／OCLOCK传送大于10个时钟，那么在第10个时钟的下降沿，内部逻辑把DATAOUT拉至低电平以确保其余位清零。

在正常转换周期内，即规定的时间内CS端由高电平至低电平的跳变可以终止该周期，器件返回初始状态（输出数据寄存器的内容保持为上一次转换结果）。

由于可能破坏输出数据，所以在接近转换完成时要小心防止CS拉至低电平。

利用A／D串行输出设计不但提高了模数转换的精度，具有抗干扰性，而且节省了大量元件和印刷电路板的空间。

该系统设计已经成功应用于工业现场控制系统的数据测量

8.2x25045看门狗电路

一般说明X5043/45把四种常用的能：

上电复位、看门狗定时器、电源电压监控和块锁（Block 

LockM）保护串行EEPROM存储器组成在一个封装之内。

这种组合降低了系统成本、减少了电路板空间和增加了可靠性。

向器件加电时激活了上电复位电路，它保持RESET/RESET有效一段时间。

这可使电源和振荡器稳定，然后微处理器再执行代码。

看门狗定时器对微控制器提供了一个独立的保护机制。

当系统故障时，在可选的超时时间（time-outinterval）之后，器件将激活RESET/RESET信号，用户可以从三个预置的值中选择一个超时时间。

一旦选定，即使在断电后重启电源时也不会改变。

器件的低VCC检测电路，可以保护系统免受低电压之影响，当VCC降到最小VCC转换点以下时，系统复位。

复位一直持续到VCC回到正常工作电平并且稳定为止。

有5个工业标准的转换电压门限Vtrip可以选用，并且Xicor独特的电路允许对门限编程以满足用户的需要或者对高精度应用的精细调整的需要。

X5043/45的存储器部份是具有Xicor块锁保护的CMOS 

4Kb串行EEPROM。

该阵列内部的组织是×

8。

器件具有SPI接口的特性，其软件协议允许工作在一个简单四线总线上。

器件利用了Xicor公司专有的Direct 

WriteTM晶片，提供最小为1000000次擦写和最少为100年的数据保存期。

X5045,X5043引脚图：

X5045,X5043说明：

8.3LM324运算放大器

LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或+16V.

LM324引脚图（管脚图）

LM324的特点：

1.短跑保护输出

2.真差动输入级

3.可单电源工作：

3V-32V

4.低偏置电流：

最大100nA（LM324A）

5.每封装含四个运算放大器。

6.具有内部补偿的功能。

7.共模范围扩展到负电源

8.行业标准的引脚排列

9.输入端具有静电保护功能