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甲烷报警矿灯      型号:KSW10(Z)

 


产品简介
    KSW10(Z)型甲烷报警矿灯(以下简称报警矿灯),是以铅酸蓄电池为电源的煤矿井下携带式甲烷报警检测仪器。它集甲烷报警器和矿灯为一体,具有工作照明和瓦斯连续检测、超限报警双重功能。当井下工作面瓦斯浓度增加,甲烷的浓度也相应增大,报警器就会自动检测到甲烷在空气中的含量,如瓦斯浓度超限(≥1.0%时),报警器就会控制矿灯照明灯闪烁,提醒工作面人员及时采取加强通风措施或撤离。当瓦斯浓度降到正常值时,报警灯又恢复正常照明功能。它具有体积小、重量轻、维护简便、价格低廉,特别适合瓦斯爆炸的危险场所使用。
    报警矿灯属复合型防爆电器设备,标志为"Ex-sid"。报警电路为本质安全型,传感器为隔爆型,灯头和蓄电池为防爆特殊型。 

基本工作原理
  1、检测原理:报警矿灯的传感器采用性能稳定、检测精度高、线性好、受环境温度影响小的甲烷检测元件,采用催化燃烧原理。
    2、电路工作原理:在电路工作时,传感器检测到甲烷气体后,甲烷气体在传感器的黑元件表面进行无焰燃烧,传感器上黑元件的内阻发生变化,就输出一个电信号给前置放大器,经比较器将设定值和实际检测到的电信号比较后控制振荡器。若瓦斯超限,振荡器输出连续的电压方波,控制驱动电路,使得照明灯闪烁。

KSW10Z甲烷报警矿灯工作原理如下图:

结构特征

本产品采用标准矿灯照明结构,在照明灯头上部增加独立的检测电路,其外形结构见下图:

1、报警部分:由集成芯片、稳压电路、瓦斯传感器、报警驱动电路、灯泡等组成。报警部分用插件和螺钉紧扣在灯头上,使报警器与灯头连成一体。
2、灯头部分:由灯头圈、灯面玻璃、灯头壳、反射器、灯泡座、帽勾、充电系统组合而成。 3、上盖部分:由电缆、盖身、自动短路保护模块等组成。电缆以电缆套和固定板固定在盖身上。自动短路模块连接在电缆负线和蓄电池负极上,盖身用螺钉和蓄电池紧锁相连。
4、蓄电池部分:由正极板组、负极板组、袋式玻纤隔板、吸水玻纤、电池槽、电池盖、透气盖等组成。电池槽采用高强度ABS或MBS工程塑料压制而成。

报警点调校
1、调校前准备工作
首先将报警器通电预热10分钟,然后取下报警器上的报警点调节孔的保险螺钉,并准备好标准瓦斯气体(1.0%CH4±0.3)。
 
 将配套的专用气嘴与流量计出口上的软胶管连接好,流量计进口的软胶管与标准气体钢瓶上的减压阀连接;流量计下面一个接口为进气口,上面一个接口为出气口。进行以上操作时要确认减压阀和钢瓶上的阀门处于关闭状态。
 
 以上准备工作做好以后,慢慢打开钢瓶上的阀门 (反时针旋转);打开阀门后,减压阀上的压力表会有指示,显示目前钢瓶气体的压力;然后慢慢打开减压阀上的阀门 (顺时针旋转为开,反时针为关闭。)
 
 在开启阀门的同时观察流量计上的浮球,调整浮球指示到160mL时就可进行报警点设定和校验了。在调整气体流量的时候要注意的是开启减压阀的速度不能太快。 
2、报警点的设定: 
 报警器经过预热后,在通电状态下将配套的专用气嘴插入报警器的进气口。稳定通气20s后,用专用螺丝刀调节报警点电位器(若矿灯正常发光时,说明报警偏高,反时针旋转调低报警点;若灯光闪烁时,则顺时针旋转调高报警点)。将电位器调整到刚好出现灯光闪烁时为止,报警点设定工作即告完成,最后拨出气嘴,将保险螺钉还原。

 
3、报警点的校验
准备工作与设定报警点一样,在报警器通电预热后,在通电状态下以160mL/min的流量通入0.9(+0.05)%CH4的标准气体。稳定通气20s报警器应不报警也就是说灯光不闪烁;若闪烁则说明报警点的设定值偏低。需重新设定报警点;然后再改用1.0(+0.05)%CH4标准气体,以同样的流量通入报警器的进气口,稳定通气20s内应出现报警信号。否则就应重新设定报警器的报警点,直到符合上述要求。 
  
技术指标 

1、适用条件:
① 环境温度0-35℃
② 环境湿度≤98%
③ 气压80-110Kpa
④ 环境硫化氢含量≤6ppm

2、技术参数:
序号 技术指标 单位 数值 备注
1 额定电压 V 4.0  
2 额定容量 Ah 10  
3 点灯时间 H 11  
4 照度(点灯开始) Lx 800 距灯1米处
  (点灯11h) Lx 400 距灯1米处
5 灯泡(光通量) Lm ≥26  
  (电流) A 0.8  
  (电压) V 4.0  
6 使用寿命 循环次 ≥500 ≤额定容量80%
7 保存期 1 阴凉干燥
8 外型尺寸 mm 142×58×180 长×宽×高
9 重量 Kg ≤1.9 不带电解液
    Kg ≤2.25 带电解液
10 检验范围   0-4% CH4  
11 报警点   1.0% 出厂校定
12 报警误差   ≤0.1% CH4含量(0.5-1.0%)
13 零点稳定性   +0.1%CH4 每周最大零漂
14 响应时间 S ≤20  
15 闪动频率 Hz 4±0.8 占空比1:1

维护及维修
一、日常使用中注意事项:

1、在初充电和日常充电时,如发现充电指示表指针偏转超过规定位置,指示表易烧坏,应立即将灯取下,进行检查。此现象除指示表质量不好外,多数是灯头内部和电池的正负极性接反。修理好后再充电。

2、充电时必须保持充电线路接触良好。

3、公休假日,报警矿灯可进行一次"均衡充电",即按日常充电方法充24小时,如假日不休息,每月进行"均衡充电",使各电池达到相同的充电状态。

4、在使用中不得过放电,电池两端电压不得低于3.5V,否则响影电池使用寿命。

5、报警矿灯在使用中必须经常保持电池内的电解液液面高出极板组上面,但不得超过注液孔。连续使用的报警矿灯每7天应补充一次蒸馏水。补水在充电9~10小时后进行,补水后再以1.3安电流充2~3小时。

6、连续使用的报警矿灯,每3个月调整一次电解液比重,使其达到规定范围。调比重应在充电9~10小时进行,调后再以1.3安电流充电2~3小时。

7、每次补液完后,必须擦净各部位酸液。补液时如堵头变质,应立即更换,以免漏酸。

8、每次在收灯时或充电前,都要检查透气孔眼是否堵塞。保持电池排气畅通,防止堵塞而引起漏酸。

9、每次发灯前,要检查报警矿灯的紧固件是否松动,确保安全使用。

10、甲烷报警矿灯必须有专人维护管理,专人使用,严格按照使用说明书操作、调校。

11、每个报警矿灯应编号注册,登记调校、维修、使用等情况。

12、保持灯头的清洁和进气口通畅。每次使用完毕应及时用小毛刷清除进气口防尘网上的灰尘。

13、防止剧烈碰撞和人为摔打灯头,应尽量避免水淋。

14、该报警矿灯不宜长期在浓度超过5.0%CH4的环境下工作;在硫化氢含量超过6ppm的场所使用,需特殊定制。

二、报警矿灯在使用中经常出现的故障及一般处理方法如下: 
(一)不报警: 
原因 处理方法
传感器白元件开路 报警器在通电状态下,用万用表直流电压10V档测量传感器黑白元件的中点电压。正常时应为1.4V左右,若为0V则说明白元件开路,更换传感器即可。注意:在更换传感器后,必须重新设定报警点。
报警点偏移 按照报警器报警点的设置步骤,调节报警点电位器,重新设定报警点。

(二)在无瓦斯环境下报警不停:
原因 处理方法
传感器黑元件开路 报警器在通电状态下,用万用表直流电压10V档测量传感器黑白元件的中点电压。正常时应为1.4V左右,若测得电压为2.8V则说明传感器黑元件损,更换传感器即可。注意:更换传感器后必须重新设定报警点。
报警点偏移 按照报警器报点的设置步骤,调节报警点电位器,重新设定报警点。
(三)容量降低或点灯时间不足:
原因 处理方法
充电不足 首先检查各接触点,进行均衡充电。然后按规定方法充电。
电解液不足或比重太高 补充蒸馏水,调整电解液比重。
  充足电后,其比重应达到1.290+0.005(30℃)
电解液不纯 换装新的电解液
蓄电池内部短路 检查电池,清除引起短路的沉淀物
蓄电池使用过久已超过使用寿命 更换新电池或新极板
灯泡电流增大(超过0.8安培) 更换新灯泡

(四)漏液:
原因 处理方法
电解液过多 调整液面和注液口一样平。
煤尘杂质堵塞排气孔 清理排气孔,保持畅通。
堵头与电池槽接触处密封不良造成透气盖松动 更换堵头或拧紧透气盖。
电池槽裂缝 修补或更换电池槽

(五)充电时电流过低或无电流:
原因 处理方法
由于接点松驰,造成接触不良,增加了电路上的电阻。 检查充电架,灯头内及灯头上的充电元件与充电架的充电元件间的接触情况并及时进行修理。
电缆内芯线断。 修理或更换新电缆

(六)充电时电流过高或充电后期电流仍不降低电池发热:
原因 处理方法
报警矿灯外部因绝缘不良造成短路漏电。 检查绝缘性能。
蓄电池内部短路。 清除蓄电池中引起短路的杂物。
灯头内或上盖的电缆接线极性相反。 更换接线极性

(七)电解液不纯:
原因 处理方法
取下透气盖和堵头后未及时装好。 换装新的电解液
充电时温度过高。
长久未换电解液。
补入纯度不良的水。

(八)电解液比重过低:
原因 处理方法
补水过多致使电解液溢出 调整电解液比重。

(九)使用时灯泡忽明忽暗:
原因 处理方法
电缆内芯线断。 修理或更换电缆
开关松动。 拧紧开关上螺钉,校正弹簧片。
灯泡弹簧变形。 校正灯泡弹簧片的形状。
电缆与电池,灯头的接点松弛,电路上的螺钉松弛,焊片与电缆未焊牢。 拆开灯头及上盖进行检查,保持内部清洁,拧紧电路上的螺钉。
灯头内接线有松动 断开电源开关,将松动的螺钉拧紧。
报警器内T4损坏 通电状态下,用万用表直流10V档检测灯头内红线和黄线间的电压,若大于1.3v以上则T4坏,更换T4即可。

(十)灯不亮:
原因 处理方法
灯泡损坏 换新灯泡
报警器与插座接触不良 除去插针座上的氧化层或将插针上的开口拨开一点,使之接触良好。
保险电阻损坏 万用表10Ω档测其阻值,若为3Ω以上则保险电阻损坏。更换保险电阻(在灯头内负极引线中)
短路保护器保护动作 查找电缆或灯头内是否有短路现象。消除短路故障后,短路保护器自动恢复供电。
(十一)灯头在充电架上的插头上旋转失灵: 

这是灯头内的充电开关损坏碎裂所致。更换充电开关。

(十二)极板硫酸化:

原因:

一、经常充电时间不足或放电后长时间未充电。

二、经常过量放电。

三、极板露出电解液液面。

四、内部短路而未及时处理。

五、没有按蓄电池运行规程作定期均衡充电。

硫酸化分类:

1、轻微硫酸化:在极板上产生少量的粗粒硫酸铅晶体,充电时 不易恢复,电池容量稍有降低,使矿灯在使用中产生红灯现象。

2、中等硫酸化:在极板上产生中等数量的粗粒硫酸铅晶体,使极板表面产生白色斑点,电池容量下降,使用困难,而且在充电时不易恢复。

3、严重硫酸化:在极板上产生大量的粗粒硫酸铅晶体,使极板表面生成大片白色覆盖层,电池容量显著降低不能使用,而且在充电时不易恢复。

消除方法:

1、过充电法(适用于轻微硫酸化):适当地延长充电时间,使其硫酸化消除。

2、小电流充电法:(适用于中等硫酸化):将电池的电解液稀释至比重1.060左右,用1.3安电流充电,待开始析出气体时,停充半小时;再以0.5安培电流充电,到大量析出气体时,停充半小时;再继续充电,如此反复直到粗粒硫酸铅晶体全部消失。然后调整电解液比重达规定值,即可使用。

3、水处理法(适用于严重硫酸化):将硫酸化电池的电解液倒出,立即注入蒸馏水,用1.3安培电流充电30小时左右,负极板上的白色覆盖层逐步消失,板面呈青灰色,此时电池还析出大量气体。然后倒去电池中的稀电解液,加入比重1:300的硫酸溶液,再以1.3安培电流充电3~4小时。最后调整电解液比重达规定值后,即可使用。

使用方法 

使用前的检查:开箱后,检查报警矿灯各部是否完好,灯头、电池壳体是否损坏,各部配件是否齐全。

一、电池充放电:
1、初充电:新灯在使用前必须进行初充电。初充电是一项重要工作,初充电的效果,直接影响报警矿灯的使用寿命。
(1)电解液的配制:(见表2):配制电解液时,必须准备蓄电池用专用硫酸和通过蒸馏或离子交换器处理的纯水。首先,将适量的纯水倒入瓷缸或塑料槽内,再将适量浓硫酸慢慢倒入纯水内,以防硫酸飞溅伤人,待电解液温度降到30℃时,用密度计测量电解液密度是否符合规定值(表2)如密度过高,再加入纯水,如过低则加入浓硫酸,密度达标后方可加入蓄电池内。蓄电池所用的电解液为硫酸和蒸馏水配制而成,所用的硫酸和蒸馏水应符合表2规定:
指标名称 硫酸 蒸馏水 备注
硫酸(H2SO4)含量%> 92   硫酸标准详见化工部部颁标准"蓄电池用硫酸"HGB1008-59
不发挥特%< 0.03 0.03
锰(Mm)含量%< 0.00005 0.00005
铁(Fe)含量%< 0.005 0.0004
砷(As)含量%< 0.00005
氯(Cl)含量%< 0.0005 0.0001
氮的氧化物(NO2)%< 0.0005 0.00005
外观 无色或乳白色 无色透明
①配制电解液时应用耐酸、耐温(100℃以上)容器和用具。(严禁用金属容器)
②调制电解液时,温度不是20℃,比重按下式换算:
换算公式:S20 = St+0.0007(t-20)
式中:S20 --为20℃时之比重。
St-为t℃时之比重。
t-配制时实测温度。
(2)注液时,将电池倾斜45°打开透气盖,取下堵头,用注液器将电解液注入电池槽注液孔内,使液面与注液孔持平。直立静置4分钟观察液面,如液面低于注液孔,再补充一些电解液,放入堵头扭紧透气盖。放置2小时后(温度低于35℃时)方可上架充电。
(3)报警矿灯上架时,将充电架直流电压调到4.5V以下,待初充报警矿灯全部上架后再调整充电电流。初充电时采用1.3A恒流充电72小时。
(4)当充电至48小时再补注一次纯蒸馏水使液面与注液孔持平,再继续充电,充满72小时测定电解液密度为1.29+0.005(30℃)。若密度不符应进行调整,再用0.5A电流充电2小时使之达到规定值,至此,初充电结束。
(5)初充电完毕后,将灯头向反时针方向旋转180°静置2小时后,将开关打开进行点灯放电试验,点灯达到11小时的矿灯方可转入日常充电使用。
(6)如点灯时间达不到11小时的报警矿灯,再用1.3A恒流充电18小时,再进行试验,连续5次点灯时间仍不足11小时的可通知我公司进行处理。 
2、日常充电:
(1)经初充电合格的报警矿灯,放电11小时后关闭点灯开关,钉上编号牌,依次放在充电架上用5V恒压充电。充电初期充电指示器大幅偏转,表示充电正常。充电终期充电指示器指针接近零位则表示充电完成。
(2)在充电过程中,如遇外供电停电,则须立即将灯头反时针旋转180°与充电电路断开,待恢复供电后,再进行充电。
⑶充电技术参数

类别 电解液密度 加入量 充电方法 时间 充电后电解液密度
初充电 1.260(20℃) 150ml 1.3A恒流 72h 1.29(30℃)±0.01
日常充电   适量 5V±0.1恒压 12h 1.29(30℃)±0.01