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UGT-XHJG-CH4激光甲烷傳感器模塊 

一、產品簡介

UGT-XHJG-CH4工商業專用激光甲烷傳感器采用可調諧激光光譜吸收（TDLAS）技術對目標氣體進行精確測量。傳感器集成先進的激光器和探測器等，實現高精度、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，同時采用獨有技術確保光電分割，確保傳感器的本征安全；傳感器采用了優良的光學系統及優異算法，實現了高難度精確測量，確保了傳感器檢測精度高、反應快、優良的環境適應性等優勢。

二、激光甲烷傳感器產品特點

●高精度，小型化；

●高可靠、本征抗干擾（非甲烷氣體均無反應）；

●較寬的工作電壓（3.3-5.0V）進行供電，TTL串口，便于二次集成；

●本安防爆設計，EMC 防護設計；

●防水防塵設計，優良的環境適應能力；

●出廠免校準，使用壽命長；

三、激光甲烷傳感器運用領域

●石油、化工、礦山；

●天然氣管線、變送站、加氣站；

●餐飲場所等工商業場景的安全監測；

●管道泄漏監測及家用天然氣泄漏監測；

●地下綜合管廊，燃氣泄漏監測、沼氣監測；

●其他相關安監及檢測領域；

四、激光甲烷傳感器技術參數（參照、僅供參考）

說明：

激光甲烷傳感器每隔2秒會發出一組數據，數據格式如附件一所示；

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；

具體參數信息參見下表：

五、激光甲烷傳感器產品外形及引線定義

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檢測狀態時，輸出形式為ASCⅡ字符串定長輸出，共計22個字節，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為產品狀態碼；

hh為前面18個字節的異或校驗值，該校驗字節以2個字符的形式進行輸出；

注：關于異或校驗的方法說明：

計算方式為從第一個字節開始逐一向后進行異或計算。即第一個字節異或第二個字節，所得結果再異或第三個字節，以此類推，直至前18個字節結束。然后將16進制計算結果的后2個字符進行輸出。例如計算結果為0XA8，那么字符‘A’和‘8’即為輸出結果，所包含字符均為大寫字符。

例1.當前濃度為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議：

1. 通訊端口配置

激光甲烷傳感器通過TTL串口與外部進行通訊，通訊接口配置如下：

2. 數據輸出格式

當激光甲烷傳感器處于自動測量檢測狀態時，主動輸出形式為ACSII字符串定長輸出，共計22個字節，格式如下：

3. 傳輸及交互方式 （相關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進行通訊，其命令分為兩個大類，第一類是查詢命令；第二類是設置設備工作參數的命令。

3.2 主機向傳感器發送查詢類型的命令及響應；

3.2.1舉例：主機發送查詢傳感器濃度指令格式：

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

第2～5字節為命令的功能碼。

第7～8字節為命令的產品序號，默認為01。

第11～14字節為校驗和，將從第1節開始到第10字節的數值進行校驗和計算，其計算方法為CRC16-MODBUS算法，即將第1～10字節的內容用于CRC16-MODBUS算法，得出的結果中低字節放在此命令的第11～12字節處，高字節放在此命令的第13～14字節處，并把它們用ASCII碼表示出來。

例如：校驗和計算出來是十六進制數1234，則從第十一到第十四個字節的具體數值就以十六進制數輸出依次為33,34,31,32,分別是3412四個字符的ASCII碼。

第15字節為回車符，第16字節為換行符，整個命令包發送結束。

激光甲烷傳感器返回的報文格式：

返回數據首字節為“-”負號符號，換算成十六進制為0X45。

第2～5字節為功能碼，與發送指令的對應字節一致。

第7～8字節為命令的產品序號，表示從哪只產品返回的數據。

第10～16字節為傳感器返回的數據。如濃度、溫度、故障碼等信息的數值，長度為7個字節。

第17～20字節為第1～16字節的校驗和，其計算方法為CRC16-MODBUS算法，即將第1～16字節的內容用于CRC16-MODBUS算法，得出的結果中低字節放在此命令的第17～18字節處，高字節放在此命令的第19～20字節處，并把它們用ASCII碼表示出來。

例如：校驗和計算出來是十六進制數1234，則從第十一到第十四個字節的具體數值就以十六進制數輸出依次為33,34,31,32,分別是3412四個字符的ASCII碼。

第21字節為回車符，第22字節為換行符，整個命令包發送結束。

3.2.2主機向傳感器發送帶數值類型的命令及響應：

主機向激光甲烷傳感器發送的第二類型的命令是帶有數據值的命令，其格式如上所示，長度固定為22個ASCII碼字符。其命令格式中從第一到第九個字符與查詢命令相同，只是第十到第十六個字符實際是要發送給對應產品序號的傳感器的數據值，如上例即把產品序號26發送給當前產品序號為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狀態碼

激光甲烷傳感器狀態碼含義如下表所示：將故障碼以十六進制數進行調整，如故障碼為+0.84.00則為0x84：

3.2.4調零值

如需要對激光甲烷傳感器輸出的調零值進行修改，則有如下命令，舉例：

操作調零值時，應將想要用于調零的值用命令碼ZERO+01=000.55發送給產品序號為01的傳感器，產品序號為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校準系數

激光甲烷傳感器建議校準時使用濃度區間為0.5%VOL-1.0%VOL的標準甲烷氣體，此命令將促使指定產品序號的傳感器內部以該濃度時的當前計算出來的值強行用一個一次校準系數相乘，并用于濃度為1%VOL及一下濃度氣體的測量初始計算，在使用此指令前，應保證出廠的默認系數為1.00，以免進行校準計算時已有的非數值1.00的系數影響到計算。

首先傳感器需要進行標定（本傳感器出廠時已進行標定，詳見3.2.6），例如以2.0%VOL的標準氣體進行標定，則有標定時的標準濃度值為S2=2.00，傳感器的輸出值仍然為S2=2.00%VOL；標定完成后，假設用0.50%VOL的氣體進行校準，則此時校準點上的標準濃度值S1=0.50%VOL， 而傳感器內部校準系數為1.00（出廠默認，未進行校準狀態）時的輸出為T1，假設傳感器輸出值為0.55%VOL，則需要通過校準命令輸入給傳感器的校準系數，校準系數計算方式

用于校準的值即為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。

3.2.6標定命令

當需要對濃度值為小宇2.1%VOL并大于1.8%VOL濃度的甲烷氣體時進行標定（在配合校準命令使用時，用戶使用的標定濃度值和校準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部以當前濃度時的結果強行計算為指令的濃度值，并把此時的各種測量狀態以及光的特性進行記錄，以使以后的濃度計算中以此作為基準。

說明：出廠標定的濃度默認為2.0%VOL，由于標定命令對條件要求比較苛刻，現場不建議使用。

3.2.7恢復出廠設置的命令：

在其執行后將會產生如下效果：

恢復出廠設置可以將設備序號設為01

恢復出廠時的激光器內部溫度設置值

恢復出廠時的標定溫度

恢復出廠時的諧波補償系數

恢復出廠時的過渡段補償系數

恢復出廠時的波特率設置

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）’的指令與返回數據均為示例，使用時應與實際一致。

注2：讀取的數據都是動態的，對應產品讀取時對應的狀態。

注3：運行恢復出廠設置指令后，必須對傳感器斷電至少3秒后重新啟動。