UGT-XHJG-CH4激光甲烷傳感器模塊 

一、產(chǎn)品簡介

UGT-XHJG-CH4工商業(yè)專用激光甲烷傳感器采用可調(diào)諧激光光譜吸收（TDLAS）技術(shù)對目標(biāo)氣體進(jìn)行精確測量。傳感器集成先進(jìn)的激光器和探測器等，實(shí)現(xiàn)高精度、高密度、高可靠的小型化集成封裝；傳感器采用開放式氣體交換方式，同時(shí)采用獨(dú)有技術(shù)確保光電分割，確保傳感器的本征安全；傳感器采用了優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng)及優(yōu)異算法，實(shí)現(xiàn)了高難度精確測量，確保了傳感器檢測精度高、反應(yīng)快、優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)勢。

二、激光甲烷傳感器產(chǎn)品特點(diǎn)

●高精度，小型化；

●高可靠、本征抗干擾（非甲烷氣體均無反應(yīng)）；

●較寬的工作電壓（3.3-5.0V）進(jìn)行供電，TTL串口，便于二次集成；

●本安防爆設(shè)計(jì)，EMC 防護(hù)設(shè)計(jì)；

●防水防塵設(shè)計(jì)，優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)能力；

●出廠免校準(zhǔn)，使用壽命長；

三、激光甲烷傳感器運(yùn)用領(lǐng)域

●石油、化工、礦山；

●天然氣管線、變送站、加氣站；

●餐飲場所等工商業(yè)場景的安全監(jiān)測；

●管道泄漏監(jiān)測及家用天然氣泄漏監(jiān)測；

●地下綜合管廊，燃?xì)庑孤┍O(jiān)測、沼氣監(jiān)測；

●其他相關(guān)安監(jiān)及檢測領(lǐng)域；

四、激光甲烷傳感器技術(shù)參數(shù)（參照、僅供參考）

說明：

激光甲烷傳感器每隔2秒會(huì)發(fā)出一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式如附件一所示；

激光甲烷傳感器省電模式推薦給傳感器供電的電源工作電壓3.6V，推薦工作電流限流在1.5A；

具體參數(shù)信息參見下表：

五、激光甲烷傳感器產(chǎn)品外形及引線定義

5.1激光甲烷傳感器外形尺寸及引線定義

5.2激光甲烷傳感器裝配防水罩尺寸圖（防水罩選配）

六、激光甲烷傳感器通訊格式

激光甲烷傳感器處于自動(dòng)檢測狀態(tài)時(shí)，輸出形式為ASCⅡ字符串定長輸出，共計(jì)22個(gè)字節(jié)，格式如下簡要說明，具體參見附件一：激光甲烷傳感器串口通信協(xié)議：

A+xxx.xx空格符號tt.t空格ss空格hh

A代表幀頭；

+xxx.xx代表濃度，單位 %VOL，范圍+000.00～+999.99；

符號tt.t代表溫度，單位 ℃，范圍-99.9～+99.9；

ss為產(chǎn)品狀態(tài)碼；

hh為前面18個(gè)字節(jié)的異或校驗(yàn)值，該校驗(yàn)字節(jié)以2個(gè)字符的形式進(jìn)行輸出；

注：關(guān)于異或校驗(yàn)的方法說明：

計(jì)算方式為從第一個(gè)字節(jié)開始逐一向后進(jìn)行異或計(jì)算。即第一個(gè)字節(jié)異或第二個(gè)字節(jié)，所得結(jié)果再異或第三個(gè)字節(jié)，以此類推，直至前18個(gè)字節(jié)結(jié)束。然后將16進(jìn)制計(jì)算結(jié)果的后2個(gè)字符進(jìn)行輸出。例如計(jì)算結(jié)果為0XA8，那么字符‘A’和‘8’即為輸出結(jié)果，所包含字符均為大寫字符。

例1.當(dāng)前濃度為0.00% 溫度為21.4°C，ASCII碼的輸出如下：

A+000.00 +21.4  00 28

附件一：激光甲烷傳感器串口通信協(xié)議：

1. 通訊端口配置

激光甲烷傳感器通過TTL串口與外部進(jìn)行通訊，通訊接口配置如下：

2. 數(shù)據(jù)輸出格式

當(dāng)激光甲烷傳感器處于自動(dòng)測量檢測狀態(tài)時(shí)，主動(dòng)輸出形式為ACSII字符串定長輸出，共計(jì)22個(gè)字節(jié)，格式如下：

3. 傳輸及交互方式 （相關(guān)有效指令示例參照附表一：傳感器有效指令清單）

3.1 本激光甲烷傳感器采用自定義指令集形式與主機(jī)進(jìn)行通訊，其命令分為兩個(gè)大類，第一類是查詢命令；第二類是設(shè)置設(shè)備工作參數(shù)的命令。

3.2 主機(jī)向傳感器發(fā)送查詢類型的命令及響應(yīng)；

3.2.1舉例：主機(jī)發(fā)送查詢傳感器濃度指令格式：

命令中每個(gè)字節(jié)均為ASCII碼，以字符“+”開頭首個(gè)字節(jié)，全部為大寫字母有效。

第2～5字節(jié)為命令的功能碼。

第7～8字節(jié)為命令的產(chǎn)品序號，默認(rèn)為01。

第11～14字節(jié)為校驗(yàn)和，將從第1節(jié)開始到第10字節(jié)的數(shù)值進(jìn)行校驗(yàn)和計(jì)算，其計(jì)算方法為CRC16-MODBUS算法，即將第1～10字節(jié)的內(nèi)容用于CRC16-MODBUS算法，得出的結(jié)果中低字節(jié)放在此命令的第11～12字節(jié)處，高字節(jié)放在此命令的第13～14字節(jié)處，并把它們用ASCII碼表示出來。

例如：校驗(yàn)和計(jì)算出來是十六進(jìn)制數(shù)1234，則從第十一到第十四個(gè)字節(jié)的具體數(shù)值就以十六進(jìn)制數(shù)輸出依次為33,34,31,32,分別是3412四個(gè)字符的ASCII碼。

第15字節(jié)為回車符，第16字節(jié)為換行符，整個(gè)命令包發(fā)送結(jié)束。

激光甲烷傳感器返回的報(bào)文格式：

返回?cái)?shù)據(jù)首字節(jié)為“-”負(fù)號符號，換算成十六進(jìn)制為0X45。

第2～5字節(jié)為功能碼，與發(fā)送指令的對應(yīng)字節(jié)一致。

第7～8字節(jié)為命令的產(chǎn)品序號，表示從哪只產(chǎn)品返回的數(shù)據(jù)。

第10～16字節(jié)為傳感器返回的數(shù)據(jù)。如濃度、溫度、故障碼等信息的數(shù)值，長度為7個(gè)字節(jié)。

第17～20字節(jié)為第1～16字節(jié)的校驗(yàn)和，其計(jì)算方法為CRC16-MODBUS算法，即將第1～16字節(jié)的內(nèi)容用于CRC16-MODBUS算法，得出的結(jié)果中低字節(jié)放在此命令的第17～18字節(jié)處，高字節(jié)放在此命令的第19～20字節(jié)處，并把它們用ASCII碼表示出來。

例如：校驗(yàn)和計(jì)算出來是十六進(jìn)制數(shù)1234，則從第十一到第十四個(gè)字節(jié)的具體數(shù)值就以十六進(jìn)制數(shù)輸出依次為33,34,31,32,分別是3412四個(gè)字符的ASCII碼。

第21字節(jié)為回車符，第22字節(jié)為換行符，整個(gè)命令包發(fā)送結(jié)束。

3.2.2主機(jī)向傳感器發(fā)送帶數(shù)值類型的命令及響應(yīng)：

主機(jī)向激光甲烷傳感器發(fā)送的第二類型的命令是帶有數(shù)據(jù)值的命令，其格式如上所示，長度固定為22個(gè)ASCII碼字符。其命令格式中從第一到第九個(gè)字符與查詢命令相同，只是第十到第十六個(gè)字符實(shí)際是要發(fā)送給對應(yīng)產(chǎn)品序號的傳感器的數(shù)據(jù)值，如上例即把產(chǎn)品序號26發(fā)送給當(dāng)前產(chǎn)品序號為01的傳感器，其他部份的解釋與查詢類的命令含義相同。請注意，此類命令只能對下表中可讀可寫的命令碼有效。

3.2.3狀態(tài)碼

激光甲烷傳感器狀態(tài)碼含義如下表所示：將故障碼以十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如故障碼為+0.84.00則為0x84：

3.2.4調(diào)零值

如需要對激光甲烷傳感器輸出的調(diào)零值進(jìn)行修改，則有如下命令，舉例：

操作調(diào)零值時(shí)，應(yīng)將想要用于調(diào)零的值用命令碼ZERO+01=000.55發(fā)送給產(chǎn)品序號為01的傳感器，產(chǎn)品序號為01的傳感器收到此命令后將以后所有測試中的濃度低于0.55%VOL的濃度值清零輸出，并把大于0.55%VOL的測量值減去0.55%VOL后輸出。

3.2.5校準(zhǔn)系數(shù)

激光甲烷傳感器建議校準(zhǔn)時(shí)使用濃度區(qū)間為0.5%VOL-1.0%VOL的標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體，此命令將促使指定產(chǎn)品序號的傳感器內(nèi)部以該濃度時(shí)的當(dāng)前計(jì)算出來的值強(qiáng)行用一個(gè)一次校準(zhǔn)系數(shù)相乘，并用于濃度為1%VOL及一下濃度氣體的測量初始計(jì)算，在使用此指令前，應(yīng)保證出廠的默認(rèn)系數(shù)為1.00，以免進(jìn)行校準(zhǔn)計(jì)算時(shí)已有的非數(shù)值1.00的系數(shù)影響到計(jì)算。

首先傳感器需要進(jìn)行標(biāo)定（本傳感器出廠時(shí)已進(jìn)行標(biāo)定，詳見3.2.6），例如以2.0%VOL的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行標(biāo)定，則有標(biāo)定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)濃度值為S2=2.00，傳感器的輸出值仍然為S2=2.00%VOL；標(biāo)定完成后，假設(shè)用0.50%VOL的氣體進(jìn)行校準(zhǔn)，則此時(shí)校準(zhǔn)點(diǎn)上的標(biāo)準(zhǔn)濃度值S1=0.50%VOL， 而傳感器內(nèi)部校準(zhǔn)系數(shù)為1.00（出廠默認(rèn)，未進(jìn)行校準(zhǔn)狀態(tài)）時(shí)的輸出為T1，假設(shè)傳感器輸出值為0.55%VOL，則需要通過校準(zhǔn)命令輸入給傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)，校準(zhǔn)系數(shù)計(jì)算方式

用于校準(zhǔn)的值即為0.96，此值的合理范圍在0.8到1.2之間，超出此范圍傳感器將不作出反應(yīng)。

3.2.6標(biāo)定命令

當(dāng)需要對濃度值為小宇2.1%VOL并大于1.8%VOL濃度的甲烷氣體時(shí)進(jìn)行標(biāo)定（在配合校準(zhǔn)命令使用時(shí)，用戶使用的標(biāo)定濃度值和校準(zhǔn)濃度值差值需要大于1%VOL），此命令將促使指定序號的傳感器內(nèi)部以當(dāng)前濃度時(shí)的結(jié)果強(qiáng)行計(jì)算為指令的濃度值，并把此時(shí)的各種測量狀態(tài)以及光的特性進(jìn)行記錄，以使以后的濃度計(jì)算中以此作為基準(zhǔn)。

說明：出廠標(biāo)定的濃度默認(rèn)為2.0%VOL，由于標(biāo)定命令對條件要求比較苛刻，現(xiàn)場不建議使用。

3.2.7恢復(fù)出廠設(shè)置的命令：

在其執(zhí)行后將會(huì)產(chǎn)生如下效果：

恢復(fù)出廠設(shè)置可以將設(shè)備序號設(shè)為01

恢復(fù)出廠時(shí)的激光器內(nèi)部溫度設(shè)置值

恢復(fù)出廠時(shí)的標(biāo)定溫度

恢復(fù)出廠時(shí)的諧波補(bǔ)償系數(shù)

恢復(fù)出廠時(shí)的過渡段補(bǔ)償系數(shù)

恢復(fù)出廠時(shí)的波特率設(shè)置

附表一：傳感器有效指令清單

注1：本表中功能描述一列中帶‘（例）’的指令與返回?cái)?shù)據(jù)均為示例，使用時(shí)應(yīng)與實(shí)際一致。

注2：讀取的數(shù)據(jù)都是動(dòng)態(tài)的，對應(yīng)產(chǎn)品讀取時(shí)對應(yīng)的狀態(tài)。

注3：運(yùn)行恢復(fù)出廠設(shè)置指令后，必須對傳感器斷電至少3秒后重新啟動(dòng)。