4.3电桥及放大器
本仪器检测桥路输出的电压信号经U5（MCP6002）运放进行放大。电路采用直流放大方式，电压增益k=28倍。放大后信号输出单片机进行AD采样数据处理。 4.4红外遥控器及接收电路
红外遥控器的各种操作指令由大规模专用电路编码后驱动红外发射管发送出去，接收电路由一体化大规模红外接收集成电路组成。当该电路收到红外光脉冲后，接收器将光编码信号转换成串行电信号送单片机进行处理，完成各项操作。 4.5单片机电路
该仪器采用ATMEL的高性能、低功耗8位单片机ATmega16L片做主控制器。芯片内集成有16K字节的系统内可编程Flash，擦写寿命10000次。512字节的EEPROM和1K字节的SRAM。两个具有独立预分频和比较器功能的8位定时计数器、一个具有预分频器，比较功能和捕捉功能的16位定时计数器。具有8路10位ADC，32个可编程I/O口。主频0—8MHZ。
4.5.1 单片机将AD后的检测值，经运算处理送出200～1000Hz频率信号。
4.5.2 当甲烷浓度达到报警值时，单片机驱动晶体管N2发出声报警，N3发出光报警。 4.5.3 当甲烷浓度达到4.00%CH4时，单片机驱动UG1停止工作，使黑白元件转入间歇保护状态，当甲烷浓度低于4.00%CH4后，黑白元件恢复供电。 4.6显示电路
本仪器电路由3只0.5‖数码管组成，由单片机端口直接驱动输出。数码管采用共阴方式驱动，逐划限流，笔划亮度均匀。
数码管的首位在显示遥控命令时用来代表各功能代码，在零点漂向负时显示“-‖号，后两位在有功能码时显示功能代码对应的内容，无功能代码时显示甲烷浓度。 5．调试方法 以下调试方法仅适用于003及以后版本的甲烷传感器。传感器上电以后首先显示字符“CH4”,之后显示的数字“XXX”即为软件版本。若传感器上电后没有显示版本或版本号为“09b”、“002”等，请与厂家联系，更新到003版本后系统会更稳定。传感器连续工作15天后，应重新进行零点和精度的调整。 5.1零点调整（新仪器调零前必须预热30分钟）
本仪器调零分硬件调零与软件调零两种。仪器出厂前硬件调零在厂内完成，用户使用时，只需用软件调零即可。
在更换黑白元件或使用日久后，软件零点偏移太多时须重新硬件调零。软件的调零范围是：－0.10～0.50%CH4。
硬件调零的基本方法是：将仪器置于空气中，用遥控器的“显频率”键将仪器置成频率显示状态，用小螺丝刀微调电位器RW1，将零点频率调在55～80之间，此时按下“确定”键，保存当前硬件调零值并回到甲烷检测状态，显示值会在3秒内自动归零。
软件调零的基本方法是用遥控器的“调零+‖或―调零-‖键直接对仪器进行零点调整。只需按相应键不放，零点会以每步0.01%CH4递增/减（当软件调零到达上限或下限时，仪器会停止递增/减）,之后按下“确定”键，存储软件调零值并回到甲烷检测状态。
注： a、电路板和黑白元件必须是一一对应的关系，只要更换黑白元件必须进行硬件调零。 b、在常态下按“补偿+”键可以查看上一次存储的硬件调零值；按“补偿-”键可以查看上一次存储的软件调零值。
c、在进行硬件调零前先查看软件调零值是否为零，若不为零可按7.6条说明的方法将其清零，在硬件调零的情况下无需进行软件调零。
d、常态下显示“CH4”而不显示数值，此时传感器已经不能正常检测甲烷的存在，
必须进行硬件调零或维修。 5.2精度调整
本仪器的精度调整（灵敏度）全部由软件完成，调整时要求通入浓度为2%的标准气样，并且在调零完成后方可进行。方法如下：
在气室上套上调试塑料罩，通气流量为180ml/min，用浓度为2%的标准CH4气样，待显示稳定后，用遥控器的精度调整键将显示值调至与气样值相同，然后按下“确定”键，保存当前精度调整值并回到甲烷检测状态。
注： a、本仪器精度调整范围在0.80～2.50之间，所以建议尽量选择浓度为2%的标准CH4气样。
b、如果在正常充气的情况下显示值不在精度调整范围内，需换黑白元件或维修电路板。
c、在充气样校准前先按动一次“确定”键，可以使充气过程中数值变化连续，反应速度快。 5.3报警调整
仪器的报警值通过遥控器任意设定与修改，每次修改后，仪器将长期记忆，直到下次修改为止。调整方法如下：
先按―显报警‖键，然后按遥控器“报警+”或“报警-”键，即可实现报警值的修改。 注：
a、报警值调节范围： 0.50——2.00 %CH4；
b、本仪器的报警值仅对本仪器设定，与监测系统报警无关，报警状态也不能传输给分站。
5.4测试声光报警
按“试验”键，仪器显“3.00‖并发出声光报警，用以检查声光报警电路，此时频率脉冲输出800HZ信号供分站断电测试，按下“确定”键自动恢复到检测状态。使用中慎用此键，以免造成误断电控制。 5.5系统复位
长按下“复位”键，本仪器即执行一次系统复位过程。 5.6 系统初始化
长按“初始化”键，显示“---”后按下“确定”键，本仪器完成一次系统初始化过程。
九、GJH10A型红外甲烷传感器
1．概述
1.1GJH10A型红外甲烷传感器是长春东煤高技术股份有限公司针对煤矿及其它含甲烷爆炸气体环境而设计的甲烷气体浓度检测仪，该仪器采用红外吸收测量原理、扩散式采样、数字式温度补偿等技术，检测精度高、环境适应能力强、稳定可靠。适用于煤矿作业场所、瓦斯抽放泵站、加气站等存在甲烷泄漏危险场所的甲烷气体检测。它的成功应用标志着我国煤矿甲烷检测技术跃上了一个新的台阶，是我国煤矿甲烷检测设备的更新换代产品，可以有效提高防范甲烷事故的预警能力，促进我国煤矿甲烷检测领域的科技进步，提高我国煤矿安全生产的水平。
1.2防爆型式：矿用本安兼隔爆型，防爆标志ExibdI。
1.3型号：
G J H 10 A 产品类型（A类为0-10%vol CH4）
产品登记序号 红外原理 甲烷 传感器
2．主要技术指标 2.1测量范围: 0～10%CH4
2.2测量误差: 0～1%CH4 ≤±0.06%CH4 >1～10%CH4 ≤真值±6%CH4 2.3响应时间：小于25s(T90) 2.4遥控距离：6m
2.5报警点：0.00～5.00%CH4区间内（出厂调至1.0%CH4）可0.01步长任意设置，声光报警：声级>80db，红色LED闪光。 2.6输入电压范围:9V～24V。
2.7本安参数：a)Ui：18.5V ; b)Ii: 100mA; c)Li: 0.3uH ; d)Ci: 0.2nF。 2.8输出信号制式:频率：200～1000Hz(脉冲宽度大于0.3ms) 3．工作原理
本仪器由传感元件、稳压电源、红外接收头、单片机电路、显示电路、讯响电路、测程转换部分组成，原理框图见图三。 3.1供电电源
本仪器中由LM2595开关稳压芯片组成的电源为传感元件供电，由SPX3819稳压器输出3.3V，供给CPU及显示等电路，整机电流小于100mA。 3.2传感元件
本仪器全量程（0～10%）采用红外传感元件进行测量。红外甲烷传感元件是利用甲烷对3.33μm波长的红外光有一极强的吸收峰，而杂质气体中影响较大的水蒸汽和二氧化碳则并无明显吸收这个光谱特性，来实现甲烷气体检测。测量气体分子的光吸收谱是气体种类识别和气体分子浓度测定的有效手段。红外甲烷传感元件所采用的光谱气体传感技术， 正是基于甲烷(CH4)分子振动／转动吸收特征谱或泛频／复合吸收谱线与发光光源发射谱间的光谱一致性。 当红外光通过待测气体时, 甲烷对3.33μm波长的红外光有一极强的吸收峰，正是这个光谱特性，实现了甲烷气体的检测。 3.3 红外遥控器及接收电路
红外遥控器的各种操作指令由大规模专用电路编码后驱动红外发射管发送出去，接收电路由一体化大规模红外接收集成电路组成。当该电路收到红外光脉冲后，接收器将光编
码信号转换成串行电信号送单片机进行处理，完成各项操作。 3.4 单片机电路
该仪器采用Luminary最新的32位高性能ARM LM3S308芯片做主控制器。芯片内集成有16K的Flash和4 KB单周期访问的SRAM，3个通用定时器模块(GPTM)，每个提供2个16位定时器，每个 GPTM 可被独立配置进行操，高达5-28个GPIO，具体数目取决于配置，输入/输出可承受5V，中断产生可编程为边沿触发或电平检测，在读和写操作中通过地址线进行位屏蔽。主频25MHz。
3.4.1 单片机将修检测到的甲烷浓度值，经运算处理送出200～1000Hz频率信号。信号经过晶体管放大后经接线端子连接到插座3脚上。
3.4.2 当甲烷浓度达到报警值时，单片机驱动晶体管N2发出声报警，N3发出光报警。 3.5显示电路
本仪器电路由4只0.5‖数码管组成，由单片机端口直接驱动输出。数码管采用共阳方式驱动，逐划限流，笔划亮度均匀。采用焊接式结构，使显示更稳定。数码管的首位在显示遥控命令时用来代表各功能代码，后三位在有功能码时显示功能代码对应的内容，无功能代码时显示甲烷浓度。显示定义：
左起第一位数码管：“H”红外甲烷传感器；“0”零点；“A”精度；“b”报警；“C”恢复出厂设置；“F”复位；“S”试验。
后三位：测量值显示（单位：%vol CH4） 特殊字符：CCDG：长春东高
HCH4：红外甲烷传感器 |-XX-|：预热60秒倒计时
4．使用与调校
用户在使用前一定要仔细阅读本《使用说明》，对GJC4H型红外甲烷传感器的主要性能、技术指标有主要功能有一个全面的了解，然后再进行具体的接线、使用及操作。 4.1传感器的使用
使用前用户首先要完成本传感器与所挂井下分站的连接。将来自分站的专用的电缆接到传感器上。具体方法是：将电缆航空插头的缺口对准传感器的下方的航空插座的相应位置，插入并旋紧，确保连接可靠。
航空插头的接线规定：1：电源负极，2：电源正极，3：信号输出，4：空 4.2、传感器的调校
本仪器在高校过程中，如超过20秒没有按动遥控器的任何按键，则自动退回到甲烷检测状态。 4.2.1 零点调校
正确连接好传感器，接通电源，使传感器进入正常工作状态。预热20分钟后，在新鲜空气中观察传感器显示窗口的LED数字显示是否为零，若有偏差，请将配套遥控器对准传感器显示窗，按动遥控器上的“功能（显频率）键”，使左侧第一个数码管显示“0”并且闪烁，再次按动遥控器上的“功能（显频率）键”，即可完成传感器的校零工作。 4.2.2 精度调校
使传感器进入正常工作状态，将通气罩罩在传感头气室的上面，然后通入浓度为2.0%CH4的标准甲烷气体，通气流量控制在200ml/分钟。此时，传感器的显示窗内的数字显示应与通入的甲烷气体浓度值相同。若有偏差，请将遥控器对准传感器的显示窗，按动遥控器上的“功能（显频率）键”， 当左侧第一个数码管显示“0”并且闪烁以后，按动遥控器上的“增加（显报警）键”或“减少（显地址）键”，使左侧第一个数码管显示“A”并且闪烁，此时再一次按动“功能（显频率）键”，左侧第一个数码管显示的“A”停止闪烁，后三位数码管开始闪烁，进入精度调节菜单选项，此时按动遥控器上的“增加（显报警）键”或“减少（显地址）键”进行调节，每按动一次会增加或减少0.01，若长按按键可实现数值的快速增加或减少，使数码管显示的浓度值与标准气体浓度相等，然后按动“功能（显频率）键”，保存精度并返回到检测状态。在调校过程中按“取消（确定）键”，将返回到上一步。 4.2.3 报警点设置
使传感器进入正常工作状态，按动遥控器上的“功能（显频率）键”， 当左侧第一个数码管显示“0”并且闪烁以后，按动遥控器上的“增加（显报警）键”或“减少（显地址）键”，使左侧第一个数码管显示“b”并且闪烁，此时再一次按动“功能（显频率）键”， 左侧第一个数码管显示的“b”停止闪烁，后三位数码管开始闪烁，进入报警调节菜单选项，此时按动遥控器上的“增加（显报警）键”或“减少（显地址）键” 进行调节，每按动一次会增加或减少0.01，若长按按键可实现数值的快速增加或减少，将数码管显示的数值调节到所需要的数值即可，然后按动“功能（显频率）键”，保存报警值并返回到检测状态。在调校过程中按“取消（确定）键”，将返回到上一步。（注： 本传感器的允许范围为：0.00~5.00%vol CH4） 4.2.4 系统复位
传感器正常工作状态下，按动遥控器上的“功能（显频率）键”， 当左侧第一个数码管显示“0”并且闪烁以后，按动遥控器上的“增加（显报警）键”或“减少（显地址）键”，使左侧第一个数码管显示“F”并且闪烁，此时再一次按动“功能（显频率）键”， 等待一秒钟以后系统复位重起。 4.2.5 恢复出厂设置