第1章 产品简介
1.1 产品概述
防爆式氨气传感器专门为某些苛刻的环境而研发的。铸铝式防爆外壳,探头放置专门的金属探头仓中,电气部分与探头隔离。
采用专业测试氨气浓度传感器探头作为核心检测器件;具有测量范围宽、精度高、线性度好、通用性好、使用方便、便于安装、传输距离远、价格适中等特点。
1.2 功能特点
本产品采用高灵敏度的气体检测探头,信号稳定,精度高,快速响应,寿命长。具有测量范围宽、线形度好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点。注意传感器为空气检测使用,客户应该在应用环境下测试以确保传感器符合要求。
1.3 产品参数
产品型号 | MQ-137 |
产品类型 | 半导体气体传感器 |
标准封装 | 塑封 |
检测气体 | 氨气、三乙胺等碱性气体 |
检测浓度 | 5~500ppm |
标准电路条件 | 回路电压 | VC | ≤24V DC |
加热电压 | VH | 0 |
负载电阻 | RL | 可调 |
标准测试条件下气敏元件特性 | 加热电阻 | RH | 0 |
加热功耗 | PH | 0 |
敏感体电阻 | RS | 10KΩ~100KΩ(in 50 ppmNH3) |
灵敏度 | S | Rs(in air)/Rs(in 50ppm NH3)≥3 |
浓度斜率 | α | ≤0.65(R200ppm/R50ppm氟利昂) |
标准测试条件 | 温度、湿度 | 20℃±2℃;65%±5%RH |
标准测试电路 | Vc:5.0V±0.1V; |
预热时间 | 不少于120小时 |
传感器寿命 | 3年 |
1.4 模拟量通讯参数
参数 | 指标 |
电流输出类型 | 4-20mA |
电流输出负载 | ≤600欧姆 |
电压输出类型 | 0-5V/0-10V |
电压输出负载 | ≤250欧姆 |
1.5 数字量通讯参数
参数 | 指标 |
通信接口 | RS485接口 |
波特率 | 2400/4800/9600 |
通讯协议 | Modbus RTU协议 |
第2章 硬件连接
2.1 设备安装前检查
安装设备前请检查设备清单:
名称 | 数量 |
防爆式传感器 | 1台 |
12V防水电源 | 1台(选配) |
USB转485设备 | 1台(选配) |
保修卡/合格证 | 1份 |
2.2 接口说明
宽电压电源输入12-24V均可。485信号线接线时注意A/B两条线不能接反,总线上多台设备间地址不能冲突。
| 线色 | 说明 |
电源 | 棕色 | 电源正(12-24VDC) |
黑色 | 电源负 |
通信 | 黄(灰)色 | 485-A |
蓝色 | 485-B |
电源接口为宽电压电源输入12-24V均可。模拟量型产品注意信号线正负,不要将电流/电压信号线的正负接反。
| 线色 | 说明 |
电源 | 棕色 | 电源正(12-24VDC) |
黑色 | 电源负 |
通信 | 黄(灰)色 | 电压/电流输出正 |
蓝色 | 电压/电流输出负 |
出厂默认提供0.6米长线材,客户可根据需要按需延长线材或者顺次接线。
2.3 安装说明
防爆式传感器采用壁挂式安装,由三个8mm固定孔固定即可,客户可以使用膨胀螺钉固定,也可以使用螺栓固定。固定孔尺寸位置如下所示:
安装时请保证安装方向,气体仓进气口垂直向下安装
不带显示传感器尺寸与安装图
带显示窗口传感器尺寸与安装图
3.1 通讯基本参数
参数 | 内容 |
编码 | 8位二进制 |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
错误校准 | CRC冗长循环码 |
波特率 | 2400bps/4800bps/9600 bps可设,出厂默认为9600bps |
编码 | 8位二进制 |
3.2 数据帧格式定义
采用Modbus-RTU通询规约,格式如下:
初始结构>=4字节的时间
地址码= 1字节
功能码= 1字节
数据区= N字节
错误校验= 16位CRC码
结束结构>=4字节的时间
地址码:为变送器的地址,在通询网络中是唯一的(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令功能提示,本变送器只用到功能码0x03(读取存器数据)。
数据区:数据区是具体通询数区,注意16bits数据高字节在前
CRC码:二字节的校验码。
问询帧
地址码 | 功能码 | 寄存器 起始地址 | 寄存器 长度 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效 字节数 | 数据一区 | 第二 数据区 | 第N 数据区 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
3.3 寄存器地址
寄存器地址 | PLC组态地址 | 内容 | 操作 |
0000H | 40001 | 温度(单位0.1℃) | 只读 |
0001H | 40002 | 湿度(单位0.1%RH) | 只读 |
0006H | 40007 | NH3浓度(单位0.1ppm) | 只读 |
0100H | 40101 | 设备地址(0-252) | 读写 |
0101H | 40102 | 波特率(2400/4800/9600) | 读写 |
3.4 通讯协议示例以及解释
3.4.1 读取设备地址0x01的NH3值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x06 | 0x00,0x01 | 0x64 | 0x0B |
应答帧(例如读到NH3值为18.9ppm)
地址码 | 功能码 | 有效 字节数 | NH3值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0xBD | 0x78 | 0x35 |
NH3:
00BD H(十六进制)=189=>NH3=18.9ppm
3.4.2 读取设备地址0x01的温湿度值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x00 | 0x00,0x02 | 0xC4 | 0x0B |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 湿度值 | 温度值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0xFE | 0x00 0xAF | 0xDB | 0xBF |
温度:
00AFH(十六进制)=175=>温度=17.5℃
湿度:
00FEH(十六进制)=254=>湿度=25.4%RH
3.4.3 读取设备地址0x01温湿度、NH3浓度值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x00 | 0x00,0x07 | 0x04 | 0x08 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 湿度值 | 温度值 |
0x01 | 0x03 | 0x0E | 0x03 0x14 | 0x01 0x1B |
8个无用字节 | NH3值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x00… | 0x00 0x28 | 0x50 | 0x3B |
温度:
011BH(十六进制)=283=>温度=28.3℃
湿度:
0314 H(十六进制)=788=>湿度=78.8%RH
NH3:
0028 H(十六进制)=40=>NH3=4ppm
3.5 NH3测量单位ppm与μg/m3换算
根据计算可以得一下换算关系,仅对于NH3有效:
1ppm = 17/22.4=0.759mg/m3=759μg/m3
1ppb = 17/22.4=0.759μg/m3
以上计算均针对标准大气压下的情况。
第4章 模拟量传感器参数含义与换算
计算公式为=(I(电流)-4mA)*6.25ppm
其中P的单位为ppm,I的单位为mA。
例如当前情况下采集到的数据是8.125mA,此时计算NH3的值为25.78ppm最大量程。
计算公式为=V(电压)/100ppm
其中P的单位为ppm,V的单位为mV。
例如当前情况下采集到的数据是3515mV,此时计算NH3的值为35.15ppm。
计算公式为=V(电压)/50ppm
其中P的单位为ppm,V的单位为mV。
例如当前情况下采集到的数据是4228mV,此时计算NH3的值为84.56ppm。
第5章 常见问题与质量保证
5.1 数字量设备无法连接到PLC或电脑
可能原因如下:
l 电脑有多个COM口,选择的口不正确。
l 设备地址错误,或者存在地址重复的设备(出厂默认全部为1)。
l 波特率,校验方式,数据位,停止位错误。
l 主机轮询间隔和等待应答时间太短,需要都设置在200ms以上。
l 485总线有断开,或者A、B线接反。
l 设备数量过多或布线太长,应就近供电,加485增强器,同时增加120Ω终端电阻。
l USB转485驱动未安装或者损坏。
l 设备损坏。
l 量程对应错误导致PLC计算错误,量程请查阅第一部分的技术指标。
l 接线方式不对或者接线顺序错误。
l 变送器与采集器之间距离过长,造成信号紊乱。
l PLC采集口损坏。
l 设备损坏。
5.3 质保与售后
质保条款遵循售后条款,对于传感器主机电路部分质保两年,气敏类探头质保一年,配件(外壳、插头、线缆等)质保三个月。