GTH1000 型礦用一氧化碳傳感器(以下簡(jiǎn)稱"儀器")是一種礦用 本質(zhì)安全型氣體檢測(cè)用傳感器，主要用于煤礦井下采、掘工作面， 回風(fēng)巷道，采空區(qū)、盲巷、避難硐室等場(chǎng)所， 自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)其被測(cè) 環(huán)境中的一氧化碳(CO2)含量，其檢測(cè)范圍最大為 0—1000*10-6CO。
儀器內(nèi)部設(shè)有單片微處理機(jī)，它可控制儀器自動(dòng)穩(wěn)零， 自動(dòng)非 線性校正等， 使儀器在較寬的檢測(cè)范圍內(nèi)克服各種干擾及非線性因 素，實(shí)現(xiàn)線性測(cè)量。儀器除可以就地?cái)?shù)字示被測(cè)氣體中一氧化碳的 含量外，還可輸出與被測(cè)氣體中一氧化碳含量成正比的頻率、電壓、 電流信，與國(guó)內(nèi)各類礦井環(huán)境監(jiān)控站等礦井微機(jī)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分 站配套，將井下的一氧化碳含量信號(hào)傳至地面顯示處理。
儀器具有操作方便，工作穩(wěn)定，外殼堅(jiān)固等特點(diǎn)，適用于煤礦 井下及有沼氣爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中。
一.工作原理:
儀器的核心一氧化碳敏感元件是采用進(jìn)口英國(guó)阿爾法公司生產(chǎn) 的一氧化碳傳感器，聚合物電解質(zhì)（SPE）為基礎(chǔ)的固態(tài)氣體敏感元 件。由于用固體電解膜取代了傳統(tǒng)的流動(dòng)電解液，因而具有敏感元 件結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、無漏液、無腐蝕、使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)抗震動(dòng)、 沖擊能力強(qiáng)，基本不受壓力影響，特別適用于礦山井下的工作環(huán)境。
此傳感器的基本工作原理如下：
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
圖一：SPE 一氧化碳傳感器結(jié)構(gòu)
如圖一所示，當(dāng)工作電極恒定在一定的電位下，CO 的氧化電流 同濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。
按此工作模式，傳感器中各電極上進(jìn)行下述反應(yīng)： WE 工作電極：
CO+H2O 
2H+CO2+2e CE 對(duì)電極：
（1/2）O2+2H+2e 
H2O
總反應(yīng)：CO+(1/2)O2 —— CO2
由此可見，整個(gè)電解池內(nèi)環(huán)境中的 CO 和 O2 反應(yīng)生成 CO2 ，而放 出無活性物質(zhì)的消耗與產(chǎn)物的積累，因而傳感器在長(zhǎng)期使用中不須 更換或傳感器自身添加任何物質(zhì)。
儀器電路由放大電路，微處理機(jī)，恒電位電路，信號(hào)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(gè)運(yùn)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(bǔ)償。傳感元件輸出的電流信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換放大，輸出 0-1V 電壓（對(duì)應(yīng) 0-1000*10-6CO）信號(hào)，再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC2543 轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號(hào)后送微機(jī)系統(tǒng)處理，微機(jī)系統(tǒng)為 8951 單片微機(jī)，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—999*10-6CO 數(shù)值。儀器可根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要，選擇 1--5mA; 200--1000Hz;或 其它制式的信號(hào)輸出(原理見圖 2)。
