甲烷傳感器用途：

甲烷傳感器在煤礦安全檢測系統(tǒng)中用于煤礦井巷，采掘工作面、采空區(qū)、回風(fēng)巷道、機(jī)電峒室等處連續(xù)監(jiān)測甲烷濃度，當(dāng)甲烷濃度超限時(shí)，能自動發(fā)出聲、光報(bào)警，可供煤礦井下作業(yè)人員，甲烷檢測人員，井下管理人員等隨身攜帶使用，也可供上述場所固定使用。

甲烷傳感器技術(shù)參數(shù)：

檢測氣體：甲烷

檢測原理：紅外原理

檢測范圍：0～100%LEL、50%Vol、100%Vol

可選分辨率：0.1%LEL（0～100%LEL）、0.01%Vol（0～100%Vol）

檢測方式：泵吸式

顯示方式：LCD液晶背光

顯示檢測精度：±2%.FS

報(bào)警方式：聲光報(bào)警(報(bào)警點(diǎn)可調(diào))

響應(yīng)時(shí)間：小于30S

恢復(fù)時(shí)間：小于40S

線性誤差：±1.0%

不確定度：2%Rd±0.1

零點(diǎn)漂移：≤±2.0%FS/年

跨度漂移：≤±1.0%FS/月

工作電源：DC3.6V

傳感器壽命：5年以上

使用環(huán)境：溫度-20℃~+70℃；

相對濕度≤95%RH（非凝露）；在凝露環(huán)境下使用需訂制

電池容量：3.6VDC，5000mA,

帶充電保護(hù)功能

外型尺寸：180×190×100mm(L×W×H)

標(biāo)準(zhǔn)配件：0.8m采樣手柄一根，儀器箱一個，充電器一個

重量：1.5Kg

甲烷傳感器功能特點(diǎn)：

☆具有自動調(diào)零功能；

☆標(biāo)?？煽啃愿?，性能更穩(wěn)定，使用更簡單方便；

☆采用高分辨率的單片機(jī)，測量的數(shù)值均準(zhǔn)確可靠；

☆開機(jī)并具有自動穩(wěn)零功能；

☆可選擇的調(diào)試菜單結(jié)構(gòu)，方便調(diào)試，操作簡單。

甲烷傳感器原理：

一般采用載體催化元件為檢測元件。產(chǎn)生一個與甲烷的含量成比例的微弱信號，經(jīng)過多級放大電路放大后產(chǎn)生一個輸出信號，送入單片機(jī)片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換輸入口，將此模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。然后單片機(jī)對此信號進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)顯示，報(bào)警等功能。

一．甲烷的敏感元件

MH-440V/D 紅外氣體傳感器是通用型、智能型、微型傳感器，該傳感器利用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的CH4進(jìn)行探測，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，性能穩(wěn)定、壽命長。內(nèi)置溫度傳感器，可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。該傳感器是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與微型機(jī)械加工、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，制作出的小巧型紅外氣體傳感器。

該傳感器使用方便，可直接用來替代催化燃燒元件，廣泛應(yīng)用于存在可燃性、爆炸性氣體的各種場合。

二．用敏感元件組成的測量電路

被測非電量

輸出電量

敏感元件

轉(zhuǎn)換元件

轉(zhuǎn)換電路

傳感器的組成

輔助電源

三．調(diào)節(jié)信號電路

四．進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換

CS5521芯片為20腳PDIP或SSOP封裝。由多路復(fù)用器、20倍斬波穩(wěn)定測量放大器，可編程增益放大器(PGA)、帶有數(shù)字濾波器的16位?－ΣA/D轉(zhuǎn)換器及片上校驗(yàn)電路(Calibration)和寄存器構(gòu)成。雙色紅外

探測器(inGaSn,Si)是電流源，兩路信號電流分別經(jīng)串接電阻R1、R2(或串接R1′、R2′)形成電壓差，它們作為CS5521兩通道的差分輸入信號。電容C1、C2與電阻并聯(lián)以抑制高頻干擾。將NBV端接地，

在使用25mV、55mV、100mV三個量程

時(shí)，輸入共模電壓要在1.85V～2.65V之間，由LM385－2.5產(chǎn)生2.5V電壓來滿足。考慮到所測紅外信號強(qiáng)弱差異，僅靠CS5521片內(nèi)放大器增益調(diào)節(jié)不能滿足故加開關(guān)MAX4580來改變串接電阻大小。信號電流　≥5μA時(shí)，僅R1、R2接入；信號電流<5μA時(shí)，由89C2051的P1.3腳控制接入R1′、R2′來檢測微弱信號。可通過CS5521自校驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)自調(diào)零和增益設(shè)定。若要測每個通道信號的精確值，除2.5V量程外都需要進(jìn)行系統(tǒng)校驗(yàn)，否則可能產(chǎn)生多達(dá)20%的增益誤差。系統(tǒng)校驗(yàn)時(shí)，外部需要提供精確基準(zhǔn)電路。校驗(yàn)結(jié)束后，將各量程的偏置值和增益值存入2051的程序中，在轉(zhuǎn)換量程時(shí)將相應(yīng)值送入各自寄存器即可。若僅需信號的相對值，可進(jìn)行在線自校驗(yàn)。整個電路由20腳的89C2051來控制。/CS端始終有效，SCLK為串行時(shí)鐘輸入端，SDI為CS5521串行命令/數(shù)據(jù)輸入端，SDO為CS5521數(shù)據(jù)輸出端　空閑時(shí)為高電平，高電平向低電平轉(zhuǎn)變用來指示芯片A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可取或校驗(yàn)結(jié)束、

五．采用何種CPU

采用40-PIN的PIC16F877A

1.低功耗。靜態(tài)電流一般為2mA，睡眠狀態(tài)下最低可小于1μA。在節(jié)能和本安方面有比較大的優(yōu)勢。

2.工作電壓范圍寬，可在2.0～5.5V電壓范圍內(nèi)工作。

3.引腳驅(qū)動能力強(qiáng)，可以承受5V電壓。引腳灌入或拉出電流都能達(dá)到25mA，可以直接驅(qū)動數(shù)碼管顯示，不需要反相器等外接驅(qū)動?？扇我舛xI/O的輸入/輸出方向，可以設(shè)定內(nèi)部上拉電阻，省去外接上拉電阻。

4.速度快。工作頻率最高可達(dá)20MHz，每個指令周期僅200ns，有多種時(shí)鐘模式。引入指令執(zhí)行流水線機(jī)制。

5.集成有10位，8通道的高精度 A/D轉(zhuǎn)換器，并集成片內(nèi)基準(zhǔn)電壓，也可以選擇外部基準(zhǔn)電壓，不用的模擬端口還