英國進(jìn)口品牌-微型紅外甲烷氣體傳感器-英國氣盾
產(chǎn)品分類 : 英國GASSHIELD
型號 : UGT-N4-CH4
產(chǎn)品描述 : 英國氣盾UGT-N4-CH4微型紅外甲烷傳感器是一款采用國際先進(jìn)技術(shù)和部件生產(chǎn)而成，用于測量環(huán)境中的甲烷氣體濃度的傳感器；具有操作方便、壽命長、測量精準(zhǔn)、工作可靠等優(yōu)勢，滿足工業(yè)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測量等不同的要求。UGT-N4-CH4微型紅外甲烷傳感器廣泛用于環(huán)境監(jiān)測、氣體報(bào)警器、石油石化、鋼鐵煤炭、科研院校、樓宇建設(shè)、通風(fēng)系統(tǒng)、醫(yī)療衛(wèi)生、地下管網(wǎng)等場所。
產(chǎn)品概述
英國氣盾UGT-N4-CH4微型紅外甲烷傳感器是一款采用國際先進(jìn)技術(shù)和部件生產(chǎn)而成，用于測量環(huán)境中的甲烷氣體濃度的傳感器；具有操作方便、壽命長、測量精準(zhǔn)、工作可靠等優(yōu)勢，滿足工業(yè)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室測量等不同的要求。UGT-N4-CH4微型紅外甲烷傳感器廣泛用于環(huán)境監(jiān)測、氣體報(bào)警器、石油石化、鋼鐵煤炭、科研院校、樓宇建設(shè)、通風(fēng)系統(tǒng)、醫(yī)療衛(wèi)生、地下管網(wǎng)等場所。
微型紅外甲烷傳感器性能特點(diǎn)
·-40～+70℃寬溫度工作范圍；
·多量程可選、全量程線性化、數(shù)字化輸出；
·高濕度警報(bào)等異常報(bào)警輸出；
·內(nèi)置溫度補(bǔ)償，輸出線性好；
·兼容數(shù)字、模擬兩種信號輸出方式；
·不會出現(xiàn)催化傳感器的“中毒”現(xiàn)象；
·自校準(zhǔn)可選；
·響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好；
微型紅外甲烷傳感器工作原理
甲烷是由異種原子構(gòu)成的分子在紅外線波長區(qū)域具有吸收光譜，其吸收強(qiáng)度遵循郎伯—比爾定律。當(dāng)對應(yīng)某一氣體特征吸收波長的光波通過被測氣體時(shí)，其強(qiáng)度將明顯減弱，強(qiáng)度衰減程度與該氣體濃度有關(guān)，兩者之間的關(guān)系遵守朗伯-比爾定律。
微型紅外甲烷傳感器基本數(shù)學(xué)模型如下：
大部分有機(jī)和無機(jī)多原子分子氣體在紅外區(qū)有特定吸收波長。當(dāng)紅外光通過時(shí)，這些氣體分子對特定波長的透過光強(qiáng)?？捎衫什?/span>-比爾定律表示：I＝I0e-kpl ，吸收光強(qiáng)i 可表示為：i=I0-I= I0 (1-e-kpl) 。式中，I0 為入射光強(qiáng)；I 為透過光強(qiáng)；l 為氣體介質(zhì)厚度，p 為氣體濃度，k 為吸收系數(shù)。
技術(shù)參數(shù)
檢測原理 | 非分光紅外原理（NDIR） |
檢測范圍 | 0～5%VOL/0～100%VOL |
檢測精度 | 0-1%: ≤±0.06%Vol 1%-100%:≤±6% of reading |
分辨率 | 0.01%VOL |
工作溫度 | -40～70℃ |
存儲溫度 | -40～85℃ |
工作濕度 | 0～95%RH(非冷凝) |
預(yù)熱時(shí)間 | 10s |
響應(yīng)時(shí)間 | <25s |
工作電壓 | 3.3～5.5V DC |
工作電流 | 55～60mA |
串口波特率 | 9600bps |
產(chǎn)品尺寸 | φ20x16.6mm(引腳除外) |
重量 | ＜20g |
壽命 | ≥ 10年 |
防爆等級 | Exia ⅡC T4 Ga |
備注 | 表格所有數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下測量； 測量標(biāo)準(zhǔn)氣體由國家計(jì)量部門認(rèn)證的單位提供，在干燥氮?dú)庵邢♂尩乃袣怏w； 氮?dú)庖缶却笥?/span>99.999%； 上述性能是在校準(zhǔn)后確定的，所有傳感器在生產(chǎn)中都進(jìn)行了100%校準(zhǔn)； 20℃環(huán)境下測量； IR 光源壽命理論模型測試； |
微型紅外甲烷傳感器產(chǎn)品外觀尺寸（單位：mm，公差：±0.2mm）
微型紅外甲烷傳感器引腳定義圖
引腳 | 名稱 | 描述 |
V | Vi | 電源輸入端（Vi：DC3.3V～5.5V(建議Vi=5V） |
R | RX | 串口端（電路板串口接收端） |
T | TX | 串口端（電路板串口發(fā)送端） |
D | Vout | 電壓輸出端 |
G | GND | 電源輸入端（接地端） |
微型紅外甲烷傳感器典型應(yīng)用電路圖
應(yīng)用場景1：UART串口輸出
外部設(shè)備可通過UART與傳感器通訊。3.3V設(shè)備（CPU）可直接與串口引腳RX和TX連接，接口電路如下，讀取氣體濃度數(shù)據(jù)或執(zhí)行標(biāo)定功能。
應(yīng)用場景2： 5V-2.5V電平切換電路
傳感器與5V設(shè)備連接時(shí)，需要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，接口電路如下：
應(yīng)用場景3：電壓輸出
傳感器Vout 引腳輸出信號為0-2.5V 直流電壓，其中0.4-2.0V對應(yīng)0-100%滿量程氣體，用戶通過電壓電流轉(zhuǎn)換器可將該電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA 電流信號使用，接口電路如下：
微型紅外甲烷傳感器使用注意事項(xiàng)
氣體傳感器的工作環(huán)境：
工作溫度：-40～70℃；
工作濕度：最高為95%RH；
工作壓力：80～116Kpa；
·本產(chǎn)品與關(guān)聯(lián)設(shè)備的連接電纜應(yīng)為帶絕緣護(hù)套的屏蔽電纜，其屏蔽層應(yīng)接地；
·用戶不得自行更換本產(chǎn)品的元器件，應(yīng)會同本公司技術(shù)人員共同解決運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，以杜絕損壞現(xiàn)象的發(fā)生；
·本產(chǎn)品的安裝、使用和維護(hù)應(yīng)同時(shí)遵守產(chǎn)品說明書、GB3836.13-1997“爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第13部分：爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修”、GB3836.15-2000“爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分：危險(xiǎn)場所電氣安裝（煤
礦除外）”、GB3836.16-2006“爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第16部分：電氣裝置的檢查和維護(hù)（煤礦除外）”、和GB50257-1996“電氣裝置安裝工程爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范”的有關(guān)規(guī)定；
微型紅外甲烷傳感器通訊協(xié)議
1. 協(xié)議概述
1.1本協(xié)議數(shù)據(jù)，均為16進(jìn)制數(shù)據(jù)。如"46"為十六進(jìn)制對應(yīng)十進(jìn)制的[70]。
1.2[xx]為單字節(jié)數(shù)據(jù)(無符號，0-255)；(xx)為雙字節(jié)數(shù)據(jù)，有符號(-32768至+32767),高字節(jié)在前。"――"后面為注解。
1.3整個命令的字節(jié)長度[LB]+3.
2.串口通訊協(xié)議格式
發(fā)送：[IP] [LB] [CMD] [DF] [CS]
[IP]地址（固定為11）
[LB]緊接字節(jié)長度不包括CS
[CMD]命令號
[DF] 命令所帶參數(shù)項(xiàng)，可選項(xiàng)
[CS]CS= －（IP +LB+CMD +DF）
應(yīng)答：
1．當(dāng)指令得到正確執(zhí)行時(shí)，應(yīng)答
[ACK] [LB] [CMD] [DF] [CS]
[ACK] = 0x16 命令正確
[LB] 緊接字節(jié)長度不包括CS
[CMD] 命令號
[DF] 所帶參數(shù)項(xiàng)，可選項(xiàng)
[CS] CS=－（ACK +LB+CMD+DF）
2．當(dāng)指令沒有得到正確執(zhí)行時(shí)，應(yīng)答
[NAK] [LB] [CMD] [EC] [CS]
[NAK]= 0X06 命令沒有被正確執(zhí)行
[LB] = 2 緊接字節(jié)長度不包括CS
[CMD] 命令號
[EC] 命令沒有被執(zhí)行的錯誤的代碼
[CS] CS= －（NAK +LB+CMD+DF）
[EC]
01 命令長度不對或不能被正確解析
02 沒有此命令
03 當(dāng)前狀態(tài)不能執(zhí)行本命令
3.功能表
編號 | 功能名稱 | 命令號 | 功能描述 |
1 | 查詢測量結(jié)果 | 0x01 | |
2 | 調(diào)零 | 0x03 | |
3 | 氣體用戶校正 | 用來氣體校準(zhǔn) | |
3.1 | 用戶校正零點(diǎn) | 0x4B | |
3.2 | 用戶校正量程點(diǎn) | 0x4C | |
4 | 恢復(fù)出廠標(biāo)定數(shù)據(jù) | 0x4D | |
5 | 查詢軟件版本號 | 0x1E | |
6 | 查詢儀器編號 | 0x1F | |
7 | 查詢氣體測量屬性 | 0x0D |
4.詳細(xì)描述
4.1.查詢測量結(jié)果
發(fā)送：11 01 01 ED
應(yīng)答：[ACK] 05 01 [DF1] [DF2] [ST1] [ST2] [CS]
功能：查詢測量結(jié)果
說明：
1. 氣體1濃度=（DF1*256+ DF2）/(100)
2. [ST1] 傳感器工作狀態(tài)
3. [ST2]預(yù)留
具體描述定義如下表所示：
BIT0 | 傳感器預(yù)熱狀態(tài)標(biāo)志位 1表示傳感器正在預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間內(nèi)傳感器濃度輸出為0 0表示傳感器預(yù)熱完成，輸出正常的濃度 |
BIT1 | 傳感器故障狀態(tài)標(biāo)志位 1表示傳感器出現(xiàn)故障，傳感器濃度強(qiáng)制輸出為0 0表示傳感器信號正常，無故障 |
BIT2 | 傳感器示值超量程顯示狀態(tài)標(biāo)志位 1示傳感器濃度顯示值超量程 0示傳感器濃度顯示值在顯示范圍內(nèi) |
BIT3 | 預(yù)留，默認(rèn)為0 |
BIT4 | 傳感器是否標(biāo)定狀態(tài)標(biāo)志位 1示傳感器沒有標(biāo)定，濃度強(qiáng)制輸出為0 0感器標(biāo)定完成 |
BIT5 | 傳感器高濕異常報(bào)警狀態(tài)標(biāo)志位 1表示傳感器處于高濕環(huán)境，濃度強(qiáng)制輸出為0 0表示傳感器工作在濕度正常范圍內(nèi) 當(dāng)傳感器相對濕度測量大于95%，BIT5=1,同時(shí)光源點(diǎn)亮，傳感器升溫防止冷凝自我保護(hù)，濃度強(qiáng)制輸出為0，當(dāng)相對濕度低于90%，退出高濕異常報(bào)警BIT5=0。 |
BIT6 | 傳感器參考通道信號超限狀態(tài)標(biāo)志位 1 表示傳感器的參考通道信號超限，傳感器出現(xiàn)故障 0 表示傳感器的參考通道沒有超限 |
BIT7 | 傳感器測量通道信號超限狀態(tài)標(biāo)志位 1 表示傳感器的測量通道信號超限，傳感器出現(xiàn)故障 0 表示傳感器的測量通道沒有超限 |
4.2．調(diào)零
發(fā)送：11 01 03 EB
應(yīng)答：[ACK] 01 03 [CS]
功能：
說明：
儀器接受到調(diào)零命令，將儀器的氣體數(shù)據(jù)矯正到零點(diǎn)，在發(fā)送該命令前，儀器中必須通入零氣，保證傳感器示指穩(wěn)定的情況下才可以發(fā)送該指令。
4.3.氣體用戶校正
3.1.零點(diǎn)校正（4B）
發(fā)送：11 04 4B [GasNum] [DF1] [DF2] [CS]
應(yīng)答：[ACK] 01 4B [CS]
功能：對氣體進(jìn)行零點(diǎn)校正
3.2.用戶量程點(diǎn)校正（同用戶零點(diǎn)校正）（4C）
發(fā)送：11 04 4C [GasNum] [DF1] [DF2] [CS]
應(yīng)答：[ACK] 01 4C [CS]
功能：對氣體進(jìn)行量程點(diǎn)校正
說明：1. [GasNum]為氣體標(biāo)定指示位，默認(rèn)為0；
2. 標(biāo)定氣體的濃度的值＝（DF1*256+ DF2）/(100)。
3. 在執(zhí)行本命令前，必須在傳感器通入與濃度符合的氣體，在通入氣體穩(wěn)定（可以借鑒結(jié)果查詢命令判斷或者氣流穩(wěn)定地通入傳感器一段時(shí)間）后發(fā)送本命令。用戶校正的兩點(diǎn)必須在短時(shí)間內(nèi)完成。
5. 標(biāo)定數(shù)據(jù)恢復(fù)
發(fā)送：11 02 4D [GasNum] [CS]
應(yīng)答：16 01 4D 9C
功能：將用戶標(biāo)定的值還原到出廠標(biāo)定的值，并且單點(diǎn)校準(zhǔn)值清空。
說明： [GasNum]為氣體組分指示位，0表示第一組份，1表示第2組分，取值范圍視氣體組分而定，針對多路傳感器使用，微型紅外傳感器默認(rèn)GasNum =0。
6．查詢軟件版本號
發(fā)送：11 01 1E D0
應(yīng)答：[ACK] [x+1] 1E [CH1] [CH2] [CH3] ……[CHx] [CS]
功能：
說明：輸出軟件的版本號。[CH1] -[CHx]為軟件的版本號，為ASCII碼
7．查詢儀器編號
發(fā)送：11 01 1F CF
應(yīng)答：[ACK] 0B 1F（SN1）（SN2）（SN3）（SN4）（SN5）[CS]
功能：
說明：
輸出軟件的儀器編號。SNn范圍為0~9999，五個整數(shù)型構(gòu)成20位編號。
8．查詢氣體測量屬性
發(fā)送：11 01 0D E1
應(yīng)答：[ACK] 08 0D [DF0] [DF1] [DF2] [DF3] [DF4] [DF5] [DF6] [CS]
功能：查詢設(shè)置氣體的量程、小數(shù)位數(shù)、氣體種類、單位等
說明：
1. 量程=([DF0]*256+[DF1])/10^[DF2]。(10^[DF2]為對應(yīng)的倍數(shù)由小數(shù)點(diǎn)位[DF2]數(shù)決定)
2.氣體種類的定義如下：
[DF3] | 氣體種類描述 |
0 | CH4 |
1 | CO2 |
2 | CO |
3 |
3.單位的定義如下：
[DF4] | 單位描述 |
0 | ppm |
1 | % |
2 | % |
3 | % |
4.[DF5][DF6]預(yù)留
