NE/SF6-101
红外SF6气体传感器模组
Shenzhen NE Sensor Electronic Technology Co., LT
目 录
1概述 3
2技术参数 4
3.结构尺寸图 5
4.信号输出 6
4.1模拟电压输出 6
4.2 UART通讯协议 6
4.3 MODBUS通讯协议 （三种协议可选： MODBUS RTU、MODBUS ASCII或者MODBUS自定义。附件1和附件2是MODBUS 自定义格式读取命令列表和修改地址命令，附件3和4分别是MODBUS POLL 软件使用方法） 7
4.3.1 MODBUS自定义协议 7
4.3.2 MODBUS RTU 协议 10
4.3.3 MODBUS ASCII 协议 13
4.4 PWM输出 17
4.5. 读数与校准 18
5校准 19
6安装说明 21
7维护保养应注意的事项 21
8订购说明 22
1概述SF6气体作为绝缘介质和灭弧气体在电力设备普遍使用，特别在高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、熔断器等有广泛应用。发生泄漏，设备压力降低 ,绝缘能力降低；污染和破坏大气环境，增加温室效应；在低层空间积聚，导致工作人员大脑缺氧，甚至快速窒息等事故；局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会产生如SF4、SF2、SOF2等高毒分解物。
NE/SF6-101是一款采用NDIR红外吸收检测原理的气体传感器模组，根据SF6气体在10.5um的吸收量确定浓度大小。MEMS100采用MEMS光源、特殊结构的光学腔体和双通道探测器，实现空间双光路参比补偿，微处理器进行信号采集、处理和输出。MEMS100具有很好的选择性，高灵敏度，无氧气依赖性，寿命长，低功耗；内置温度传感器，可进行温度补偿；同时具有UART、PWM、485或者modbus（用户可选）输出以及模拟电压输出；报警点可设置，方便客户各种应用。
NE/SF6-101可广泛应用于电力行业SF6气体泄漏检测以及其它场合SF6气体浓度分析。
2技术参数2.1工作条件描述 | 符号 | 数值 | 单位 |
储存温度 | Tstg | -20 to 80 | °C |
工作温度 | TA | -30 to +60 | °C |
工作湿度 | HA | 0 to 90 | % RH |
工作压力 | PA | 0.8 to 1.2 | ATM |
2.2电气特征描述 | 符号 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 |
供电 | Vs | 9 | 24 | 35 | V |
最大工作电流 | Imax |
| 30 |
| mA |
光源电流 | Iavg |
| 20 |
| mA |
光源频率 | f | 0.2 | 5 | 10 | Hz |
预热时间 | twarm | 30 | 60 | 90 | Sec |
2.3性能参数描述 | 典型 | 单位 | |
探测范围（可定制） | 1000 | ppm | |
测量精度 | ±20ppm±5%真值 | ppm | |
T90 | 泵吸 | 5 | 秒 |
重复性 | 零点 | <±50 | ppm |
50% FS | <±5% 测量值 |
| |
寿命 | 10 | 年 | |
3. 结构尺寸图
4. 信号输出
信号输出：模拟电压输出（可选）， UART输出，PWM波形输出（可选），485（modbus三种协议可选， MODBUS RTU、MODBUS ASCII或者MODBUS 自定义）输出
接口定义：4芯的2.54间距的插座作为用户接口。
232接口， VCC GND RX TX
485接口，VCC GND 485-A 485-B
4-20mA接口， VC GND 4-20mA
注：当模块为冷启动时，开机后二分钟内数字输出与DAC输出的浓度值信号不作为测量依据。
4.1模拟电压输出DAC输出电压范围（0V~4.0V），0V对应0ppm，4.0V对应满量程时气体浓度。客户也可以定制。
4.2 UART通讯协议波特率：9600bps，8位数据，1位停止位，无校验位；
浓度读取与返回为16进制数据；
零点校准与SPAN校准，命令与数据为ASCII，每帧数据字节数不固定，0x23开头，0 x 21结尾。
4.2 .1读数与校准
波特率：9600bps，8位数据，1位停止位，无校验位；浓度读取与返回为16进制数据；
4.2.2传感器主动上传浓度值，数据ASCII码形式输出，格式如下:
32 | 32 | x | x | x | x | x | 32 | p | p | m | \r | \n |
其中32为空格的ASCII码，输出以换行符结尾
例如： 输出12345 ppm格式如下：
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| p | p | m |
0x20, 0x20, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x20, 0x70, 0x70, 0x6d,
4.2.3 问答式 （自动上传和问答式输出选择一种方式，默认是主动上传）
发送16进制：235237363521
返回
32 | 32 | x | x | x | x | x | 32 | p | p | m | \r | \n |
其中32为空格的ASCII码，输出以换行符结尾
4.3 MODBUS通讯协议 （三种协议可选： MODBUS RTU、MODBUS ASCII或者MODBUS自定义。附件1和附件2是MODBUS 自定义格式读取命令列表和修改地址命令，附件3和4分别是MODBUS POLL 软件使用方法）4.3.1 MODBUS自定义协议主机发送协议格式
协议由固定格式的数据包组成。数据包的大小根据报文的内容不同而不同。
字节 | 内容 |
1 | 通讯单元的地址（传感器地址） |
2 | STX Character (0x23) |
3 | 报文代码0x52(读) or 0x53(写) |
4 | 数据长度 (数据包长度减6) |
5 | 数据第一位 |
6 | 数据第二位 |
7…….n-2 | 其它数据 |
n-1 | 0x21 |
n | 8位校验码异或 |
数据包的第一个字节通讯单元的地址：这里是指主机与下位机通讯时，下位机单元的地址。数据包的第二字节为STX character，固定不变。数据包的第三字节是指示该报文是读命令还是写命令。0x52是读命令，0x53写命令。数据包的第四字节是描述整个报文所包含数据的位长度，它等于数据包大小减去6。数据是由低字节向高字节的顺序传送。文本按照从左到右的顺序传送。所有数据传送完毕，将由1个截至字节0x21表明数据结束。协议的最后一个字节是校验和，校验传送数据的正确性。
设备返回协议格式
协议由固定格式的数据包组成。数据包的大小根据报文的内容不同而不同。
字节 | 内容 |
1 | 06（ACK，表示正确接收了主机的命令） |
2 | 通讯单元的地址（传感器地址） |
3 | STX Character (0x23) |
4 | 报文代码0x52(读) or 0x53(写) |
5 | (数据包长度减7) |
6 | 数据第一位 |
7 | 数据第二位 |
8…….n-2 | 其它数据 |
n-1 | 0x21 |
n | 8位校验码异或 |
通讯单元的地址：这里是指主机与下位机通讯时，下位机单元的地址。数据包的第二字节为STX character，固定不变。数据包的第三字节是指示该报文是读命令还是写命令。0x52是读命令，0x53写命令。数据包的第四字节是描述整个报文所包含数据的位长度，它等于数据包大小减去6。数据是由低字节向高字节的顺序传送。文本按照从左到右的顺序传送。所有数据传送完毕，将由1个截至字节0x21表明数据结束。协议的最后一个字节是校验和，校验传送数据的正确性。命令类型
（1） 读取传感器浓度值：如读当前32号（20H）传感器数据，
主机向传感器发送命令: 20235201372146
20 23 52 01 37 21 ??(16进制)
20: 传感器编号
23: stx 固定
52: 读
01: 数据长度,表示其后有1位数据
37: 读取传感器数据
21: 结束
??: CheckSum 校验字符
CheckSum= 20⊕23⊕52⊕01⊕37⊕21=46H，所以??=46H
设备将返回数据如下: 062023520537000003E821??
06 20 23 52 05 37 00 00 03 E8 21 ?? （16进制）
06: ACK 正确
20: 返回传感器地址
23: STX (0x23)
52: Service Type 默认的返回操作类型为(0x52)读操作
05: Data Length 数据长度5个字节
37: 命令类
00 00 03 E8: 当前的CO2浓度值,单位为PPM，是用4字节表示的浓度值，左边为浓度高字节，右边为浓度低字节，具体值依赖于传感器的浓度
21: 结尾字符
?? :CheckSum 校验字符
CheckSum= 20⊕23⊕52⊕05⊕37⊕00⊕00⊕03⊕E8⊕21=?? 求取异或，求取异或时不包括第一个字节06.
（2）设置传感器地址:
例如，如读当前32号（20H）传感器地址改为34号（22H）,
主机向传感器发送命令: 2023530231222160
20 23 53 02 31 22 21 ??(16进制)
20: 当前传感器编号
23: stx 固定
53: 写
02: 数据长度,表示其后有两位数据
31: 写地址命令
22: 当前传感器地址修改为34号
21: 结束
??: CheckSum 校验字符
CheckSum= 20⊕23⊕53⊕02⊕31⊕22⊕21=60H, 所以??=60H
设备将返回数据如下: 062023530231222160
06 20 23 53 02 3122 21 ??
06: ACK 正确
20: 原来传感器地址
23: STX (0x23)
53: Service Type 默认的返回操作类型为(0x520)读操作
02: Data Length 数据长度2个字节
31: Class 命令类
22: 修改地址后当前的传感器地址
21: 结尾字符
??: CheckSum 校验字符
CheckSum= 20+23+53+02+31+22+21=60H, 所以??=60H
（3）关于设置传感器初始地址:
按校准按钮8秒内为校零, 10秒以上为传感器初始地址的设定. 默认为32号。每个传感器出厂时地址设置为32（20H），当用户修改传感器地址后，必须通过将对应的额按钮连续按住10秒钟以上才能恢复地址出厂时设置。
参考命令表(见附表１和２，分别是读取不同地址命令和修改地址命令)
4.3.2 MODBUS RTU 协议主机发送协议格式
协议由固定格式的数据包组成。数据包的大小根据报文的内容不同而不同。
字节 | 内容 |
1 | 通讯单元的地址（传感器地址） |
2 | 功能码 |
3 | 数据区第一位 |
4 | 数据区第二位 |
