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电化学传感器

K-5S-O2氧气传感器模组

产品描述:

氧气气体传感器模组为性能高、通用性强的一体化传感器模组。模组采用高性能微处理器,搭载高精度模数转换器,内置温度传感器和精准的全量程温度补偿算法,可精确的检测环境气体浓度。

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一、?概述

K-5S-O2?氧气气体传感器模组为性能高、通用性强的一体化传感器模组。模组采用高性能微处理器,搭载高精度模数转换器,内置温度传感器和精准的全量程温度补偿算法,可精确的检测环境气体浓度。

模组将各种不同种类的气体传感器统一接口、统一封装,出厂精准标定,同时具有数字输出与模拟电压输出,方便使用。解决了气体种类繁多、各品种传感器互不兼容、生产标定复杂、核心器件更换限制等问题??突褂梦扌瓒慰?,无需再次校准,可直接采集标准信号,进行数据传输、在线监测等。

适用于便携式、固定式气体探测仪和气体气体检测等设备,很大程度的降低了气体检测设备开发的复杂性,为设备的??榛杓铺峁┯辛χС?。

O2.jpg?

二、?产品特点

??本质安全型电路设计、安全可靠;

??可带电热拔插操作;

??全量程温度补偿,出厂精准标定,使用无需再标定;

??数字量(UART)和模拟量同时输出,方便使用;

??标准MODBUS通信协议;

??兼容红外、电化学、催化、半导体等多种传感器

?

三、?产品适用场景

1. 矿山领域氧气报警器

2. 医用制氧机

3. 空气质量检测仪表

4. 地下停车场内及商用空气净化设备

5. 车内空气品质检测,以及车内净化设备新风系统

?

四、?工作原理

对各种气体传感器的信号进行放大滤波处理,进而微处理器对信号进行理论计算,输出数字信号。针对不同的传感器,滤波放大电路亦不相同。

?





?模组功能框图


?

?

?

?

五、?外观与接口定义

?????????

??????模组外观尺寸图????????????????????????模组底视尺寸图

?

管脚定义

功能说明

最?。?/span>MIN)V

典型值(TYP)V

最大(MAX)V

GND

电源地

-0.3

0.0

----

IO1

模拟信号量

-0.3/0

3.0

3.3

VCC

电源

4.5

5

5.5

TX

串口发送

-0.3

3.2

3.3

RX

串口接收

-0.3

3.2

3.3



?

六、?技术指标

工作电压

DC 5V

功耗

≤1W

工作温度

-20℃-+50℃

工作湿度

10%-95%GH

工作压力

86-106Kpa

采用方式

自然扩散(特殊需求可定制流通式)

检测气体

O2

检测范围

0-25%VOL

检测单位

Vol?

分辨率

0.1%VOL

技术原理

电化学两电极

误差

≤±3%

重复性

≤±1%

响应时间

≤20S

通信格式

UART波特率9600,数据位:8;停止位:1;校验位:无

通信协议

Modbus-RTU通讯协议

模拟量输出

0-3V

预热时间

30S(用户可调)

寿命

2

参考标准

GB 12358-2006《作业场所环境气体检测报警仪 通用技术要求》

GB 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》

执行标准

GB 3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第一部分:通用要求》

GB 3836.1-2010《爆炸性气体环境用电气设备 第四部分:本质安全型“i”》

注:特殊需求可联系本公司定制。

?

?

七、?传输协议

波特率

9600

数据位

8位

停止位

1位

校验位

?

读数据:

?????主机发送帧格式??

地址

功能代码

寄存器起始地址高字节

寄存器起始地址低字节

寄存器个数高字节

寄存器个数低字节

CRC低字节

CRC高字节

0xFF

(默认)

0x03







?????成功返回帧格式

地址

功能代码

数据个数

数据1

数据2

………

数据n

CRC低

字节

CRC高

字节

0xFF

(默认)

0x03








?????错误返回帧格式

地址

错误应答功能码

错误码

CRC低字节

CRC高字节

0xFF

(默认)

0x83




??写数据:

主机发送帧格式

地址

功能代码

寄存器起始地址高字节

寄存器起始地址低字节

寄存器个数高字节

寄存器个数低字节

数据数

数据高字节

数据低字节

CRC低字节

CRC高字节

0xFF

(默认)

0x10










成功返回帧格式

地址

功能代码

寄存器起始地址高字节

寄存器起始地址低字节

寄存器个数高字节

寄存器个数低字节

CRC低字节

CRC高字节

0xFF

(默认)

0x10







Modbus-RTU通讯协议,CRC16即为ModbusCRC16

读数据时,寄存器逻辑地址说明

逻辑地址

寄存器说明

寄存器个数

备注

0x2027

气体名称代码


附表1

0x2031

小数点个数

1


0x202b

量程

1


0x2030

单位代码

1

附表2

0x6001

浓度值

1


0x6002

AD值

1


?示例:

读取?浓度值+AD?指令

读取指令:FF 03 60 01 00 02 ?9E ?15

?CRCL ?CRCH

?

返回数据:FF 03 04 ????00 00 ???????77 B5 ???????03 ??BB

?浓度值:0 ???AD:?30645 ???CRCL ??CRCH

?

读取小数点个数:FF 03 20 31 00 01 ??CB ?DB

?CRCL ?CRCH

回复指令:FF 03 02 ??????00 01 ???????50 ?50

??小数点个数:1 ????CRCL ?CRCH

?

注意:小数点个数为1,读到的浓度值需除以10;

CRC校验值计算

????const u16 u16CrcTalbeAbs[] =

{

??0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00,

??0x2800, 0xE401, 0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401,

??0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400, ?

}; ?

?

?

u16 Crc16(u8p pchMsg, u8 wDataLen)

{ ?????????

??u16 wCRC = 0xFFFF;

??u8 ?chChar;

??

???while( wDataLen-- )

??{

????chChar = *pchMsg++; ?????????????????

????wCRC = u16CrcTalbeAbs[(chChar ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);

????wCRC = u16CrcTalbeAbs[((chChar >> 4) ^ wCRC) & 15] ^ (wCRC >> 4);

??}

?

??

??return wCRC;

}

八、?注意事项

1、?禁止插拔模组上的传感器;

2、?禁止直接焊接模组的插针,可对插针的管座进行焊接;

3、?模组避免接触有机溶剂(包括硅胶及其它胶粘剂)、涂料、药剂、油类及高浓度气体;

4、?模组不可经受过度的撞击或震动;

5、?模组初次上电需预热 5 分钟以上,长时间未使用建议预热 24 小时以上;

6、?请勿将模组长时间放置于高浓度有机气体中;

7、?在选择模组时,应根据不同应用领域、不同应用场合选择不同量程的产品。

九、?附表

附表1?检测气体参数列表

检测气体名称

检测量程(标配)

精度

分辨率(标配)

氧气

0-30%

±3%FS

0.1%

一氧化碳

0-1000ppm

±3%FS

1ppm

硫化氢

0-100ppm

±5%FS

1ppm

二氧化氮

0-200ppm

±5%FS

0.1ppm

一氧化氮

0-10ppm

±5%FS

1ppm

二氧化硫

0-10ppm

±3%FS

0.1ppm

氨气

0-20ppm

±3%FS

0.1ppm

氟化氢

0-10ppm

±3%FS

0.1ppm

臭氧

0-20ppm

±5%FS

0.1ppm

氰化氢

0-200ppm

±5%FS

0.1ppm

甲醛

0-2ppm

±5%FS

0.1ppm

0-100ppm

±5%FS

1ppm

氯气

0-200ppm

±5%FS

0.1ppm

可燃气/甲烷

0-100%LEL

±3%FS

0.1%

氢气

0-2000ppm

±3%FS

1ppm

注:表中列出的气体名称,均可检测,具体气体参数不依依列出。

?

附表2??气体名称代码

序号

代码

气体类型

序号

代码

气体类型

1

0x01

一氧化碳(CO)

2

0x02

硫化氢(H2S)

3

0x03

可燃气体 (EX)

4

0x04

氧气 (O2)

5

0x05

二氧化硫 (SO2)

6

0x06

甲烷 (CH4)

7

0x07

一氧化氮(NO)

8

0x08

二氧化氮 (NO2)

9

0x09

氯气 (CL2)

10

0x0A

氨气 (NH3)

11

0x0B

氢气 (H2)

12

0x0C

氰化氫 (HCN)

13

0x0D

氯化氢 (HCL)

14

0x0E

磷化氫 (PH3)

15

0x0F

臭氧 (O3)

16

0x10

二氧化氯 (CLO2)

17

0x11

环氧乙烷 (C2H4O)

18

0x12

二氧化碳 (CO2)

19

0x13

(C6H6)

20

0x14

甲醛 (CH2O)

21

0x15

VOC (VOC)

22

0x16

甲苯 (C7H8)

23

0x17

二甲苯 (C8H10)

24

0x18

氮氧化物 (NOx)

25

0x19

正己烷 (C6H14)

26

0x1A

氟化氢 (HF)

27

0x1B

氟化物 (xF)

28

0x1C

甲醇 (CH3OH)

29

0x1D

丙烷 (C3H8)

30

0x1E

甲酚 (C7H8O)

31

0x1F

乙烷 (C2H6)

32

0x20

乙醚 (C4H10O)

33

0x21

煤气 (CH4)

34

0x22

二硫化碳 (CS2)

35

0x23

硅烷 (SiH4)

36

0x24

乙炔 (C2H2)

37

0x25

一氯甲烷 (CH3CL)

38

0x26

氮气 (N2)

39

0x27

苯乙烯 C8H8()

40

0x28

砷化氢 (AsH3)

41

0x29

乙醇 (C2H6O)

42

0x2A

氯乙烯 (C2H3CL)

43

0x2B

二氯乙烷 (C2H4Cl2)

44

0x2C

乙酸乙酯 (C4H8O2)

45

0x2D

二氯甲烷 (CH2Cl2)

46

0x2E

丙烯腈 (C3H3N)

47

0x2F

苯胺 (C6H7N)

48

0x30

天然气 (EX)

49

0x31

溴气 (Br2)

50

0x32

光气 (COCL2)

51

0x33

联氨N2H4

52

0x34

甲酸CHOOH

53

0x35

溴化氢HBr

54

0x36

甲硫醇CH4S

55

0x37

丁烯C4H8

56

0x38

乙烯C2H4

57

0x39

丙烯C3H6

58

0x3A

醋酸乙烯酯C4H6O2

59

0x3B

异丙醇C3H8O

60

0x3C

乙醛C2H4O

61

0x3D

丁二烯C4H6

62

0x3E

氧硫化碳COS

63

0x3F

甲硫醚C2H6S

64

0x40

四氢噻吩C4H8S

65

0x41

环氧异丙烷C2H5OCL

66

0x42

三氯甲烷 CHCL3

67

0x43

四氯甲烷 CCL4

68

0x44

六氟化钨 WF6

69

0x45

四氯化锡 SNCL4

70

0x46

过氧化氢 H2O2

?

附表3??单位代码

代码号

单位名称

说明


1

%LEL

爆炸下限


2

ppm

百万的分之一(国际单位)


3

ppb

十亿分之一


4

%VOL

总体积百分比


5

umol/mo l

百万的分之一(国内单位)


6

mg/m3

质量体质量体积


7

ug/m3

质量体积比


8

温度


9

%RH

湿度


10

m/s

速度


11

kpa

气压


12

lx

光强


?

附表4?报警状态定义

主状态

位状态

状态说明

Bit15 = 0时

正在预热

15位按整字输出

Bit14 – 0

输出为预热时间倒计时

时间=*0.1s

Bit15 = 1

预热完成

?

15位按位输出

Bit14

空闲

Bit13

空闲

Bit12

空闲

Bit11

空闲

Bit10

空闲

Bit9

空闲

Bit8

空闲

Bit7

空闲

Bit6

高浓度?;?/span>

Bit5

传感器丢失或损坏

Bit4

超量程

Bit3

TWA报警

Bit2

STEL报警

Bit1

高报

(LSB)Bit0

低报

?

附表5?状态定义

说明

0x0000

模组忙,正在预热或执行命令

0x0001

模组空闲或执行成功

0x0002

执行失败

0x0003

不支持的命令

0x0004

参数无效

0x0005

执行超时

0x0100

执行命令步骤0

0x0101

执行命令步骤1

0x0102

执行命令步骤2

0x0103

执行命令步骤3

预留


预留


预留


?

?


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