專利名稱：模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體分析儀，特別是一種可應(yīng)用于大多數(shù)的工業(yè) 環(huán)境，進(jìn)行氣體濃度在線檢測(cè)的模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀。
背景技術(shù)：
在各種工業(yè)環(huán)境中，為檢測(cè)分析各類工業(yè)氣體濃度，常采用各類氣體 分析裝置進(jìn)行，在現(xiàn)有技術(shù)中，氣體分析儀表大多數(shù)均采用單一的以現(xiàn)場(chǎng) 計(jì)算機(jī)為主直接構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它集參數(shù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集和處理為一 個(gè)整體，提供電流輸出以供上層控制系統(tǒng)監(jiān)控。每臺(tái)現(xiàn)有技術(shù)的氣體分析 儀表都由傳感器、前置放大器、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)處理器、電氣單元、控 制單元、顯示設(shè)備以及鍵盤等部件放置在一個(gè)機(jī)箱中構(gòu)成，此類氣體分析 儀表不能自主的同時(shí)監(jiān)測(cè)分布在現(xiàn)場(chǎng)各處的檢測(cè)點(diǎn)的氣體濃度值，需要另 行組網(wǎng)，來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理控制，因而在多個(gè)測(cè)試點(diǎn)、不同環(huán)境進(jìn)行 在線氣體分析的應(yīng)用環(huán)境中，重復(fù)的通用部件增多，造成所需要的應(yīng)用成 本、維護(hù)費(fèi)用和人力資源大大增加，所以越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)在的大規(guī)模、自 動(dòng)生產(chǎn)的工業(yè)環(huán)境，也不能滿足現(xiàn)有的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)的功能 需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種模塊化的多組 分分布式在線氣體分析儀，它使各種氣體分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、模塊化，降低 在線氣體分析系統(tǒng)的應(yīng)用成本、維護(hù)費(fèi)用和人力資源，采用多傳感器任意 組合，模塊化的形式，可對(duì)多種氣體同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)、分布 管理、遠(yuǎn)程控制的在線氣體監(jiān)測(cè)分析，配置靈活方便。
本實(shí)用新型采用了這樣的技術(shù)方案:一種模塊化的多組分分布式在線 氣體分析儀，包括有機(jī)箱、鍵盤、顯示器和由氣體分析傳感器、前置放大 器、微信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)處理部件組成的氣體分析單元，其特征是設(shè)有一 個(gè)中央控制單元、至少兩個(gè)氣體分析單元、總線電纜，中央控制單元設(shè)有 總線控制和傳輸器，中央控制單元的機(jī)箱上設(shè)有與總線控制和傳輸器連接 的總線連接器終端，每個(gè)氣體分析單元的機(jī)箱上設(shè)有與該氣體分析單元的輸出端連接的總線連接器，中央控制單元機(jī)箱上的總線連接器終端經(jīng)總線 電纜與每個(gè)氣體分析單元機(jī)箱上的總線連接器連接,前述鍵盤和顯示器設(shè) 于中央控制單元機(jī)箱上，鍵盤和顯示器分別與中央控制單元的鍵盤接口和 顯示器接口連接，每個(gè)氣體分析單元的機(jī)箱上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣 口和出氣口分別與氣體分析單元的氣體分析傳感器的氣體進(jìn)出端連接。
本實(shí)用新型提供的模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，由一個(gè)中 央控制單元和至少兩個(gè)氣體分析單元機(jī)箱、總線電纜連接組成，氣體分析
單元包括氣體分析傳感器、前置放大器、微信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)處理部件; 氣體分析單元可按檢測(cè)氣體樣本的多少按需插接，通過(guò)總線電纜與中央控
制單元連接，樣本氣體通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入氣體分析單元，給氣體分析單元的 氣體分析傳感器提供測(cè)試樣氣，該樣氣通過(guò)氣體分析傳感器監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)化為電 物理量，經(jīng)過(guò)前置放大器初步放大和消除干擾，再經(jīng)過(guò)傳感翠信號(hào)放大電 路二次放大達(dá)到數(shù)據(jù)處理部件所需的電物理量范圍內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理部件處 理后將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為可用于總線傳輸?shù)男盘?hào)，通過(guò)總線連接器發(fā)送到總 線電纜上，由中央控制單元機(jī)箱上的總線連接器終端，傳送至中央控制單 元上的總線控制和傳輸器，經(jīng)中央控制單元處理后得到具體的氣體濃度 值，由顯示器顯示以供在線監(jiān)測(cè)；通過(guò)鍵盤的按鍵操作控制相應(yīng)的參數(shù)和 設(shè)置。
本實(shí)用新型采用分布式結(jié)構(gòu)，通過(guò)多種傳感器在線監(jiān)測(cè)氣體濃度。該 裝置可廣泛用于電力、環(huán)保、石油、化工、冶金、垃圾焚燒等工業(yè)部門。 本實(shí)用新型具有如下的技術(shù)效果
1、 可同時(shí)檢查多種氣體，只需添加或刪除硬件模塊，即插即用，系 統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別氣體分析單元。
2、 分布式的結(jié)構(gòu)模式，集中的管理方式，可同時(shí)監(jiān)測(cè)不同環(huán)境的工 業(yè)測(cè)試點(diǎn)，更良好的應(yīng)用性。
3、 在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，多點(diǎn)遠(yuǎn)距離的集中管理，距離在350米以內(nèi)。
4、 適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境，可連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行。
5、 良好的開放性，可于各種系統(tǒng)組網(wǎng)。
6、 附加遠(yuǎn)距離無(wú)線通訊模塊，可遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)測(cè)、及維護(hù)。
7、 附加自動(dòng)校準(zhǔn)模塊，可定期的自動(dòng)維護(hù)和校準(zhǔn)。
8、 通用的組件構(gòu)成，使得更低的運(yùn)行成本。


本實(shí)用新型有如下附圖
圖1為本實(shí)用新型模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為中央控制單元和一個(gè)分析模塊組成的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為兩個(gè)分析模塊組成的基本單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1的安裝使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方案。如圖1-圖4所示， 一種 模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，包括有機(jī)箱、鍵盤l、顯示器2 和由氣體分析傳感器8、前置放大器9、微信號(hào)放大器IO、數(shù)據(jù)處理部件 ll組成的氣體分析單元B，設(shè)有一個(gè)中央控制單元4、至少兩個(gè)氣體分析 單元B、總線電纜15，中央控制單元4設(shè)有總線控制和傳輸器6，中央控 制單元4的機(jī)箱上設(shè)有與總線控制和傳輸器6連接的總線連接器終端7， 每個(gè)氣體分析單元B的機(jī)箱上設(shè)有與該氣體分析單元B的輸出端連接的總 線連接器12，中央控制單元4機(jī)箱上的總線連接器終端7經(jīng)總線電纜15 與每個(gè)氣體分析單元B機(jī)箱上的總線連接器12連接，前述鍵盤1和顯示 器2設(shè)于中央控制單元4機(jī)箱上，鍵盤1和顯示器2分別與中央控制單元 4的鍵盤接口和顯示器接口連接，每個(gè)氣體分析單元B的機(jī)賴上設(shè)有進(jìn)氣 口 13和出氣口 14，進(jìn)氣口 13和出氣口 14分別與氣體分析單元B的氣體 分析傳感器8的氣體進(jìn)出端連接。前述的中央控制單元4包括有中央處理 器5、總線控制和傳輸器6、 RS485傳輸接口16、 RS232傳輸接口17、 SD 卡接口 18、網(wǎng)絡(luò)傳輸接口 19及電源接口 20，中央處理器的各相應(yīng)輸入、 輸出端分別與相對(duì)的總線控制和傳輸器6、 RS485傳輸接口16、 RS232傳 輸接口 17、SD卡接口 18、網(wǎng)絡(luò)傳輸接口 19及電源接口 20連接，經(jīng)RS485 傳輸接口和RS232傳輸接口分別與上位控制系統(tǒng)和上位計(jì)算機(jī)連接，通過(guò) SD卡接口和網(wǎng)絡(luò)傳輸接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。
在附圖所示的實(shí)施方案中，如圖2所示，前述的中央控制單元4和一 個(gè)氣體分析單元B并列設(shè)置于一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，并與前述的分別與中央控制單 元4的鍵盤接口和顯示器接口連接的鍵盤1和顯示器2構(gòu)成一個(gè)基本單 元，中央控制單元4還設(shè)有開關(guān)電源3，在相對(duì)中央控制單元一側(cè)的機(jī)箱 上設(shè)置總線連接器終端7，在相對(duì)氣體分析單元B —側(cè)的機(jī)箱上設(shè)置總線
5連接器12、進(jìn)氣口 13和出氣口 14。工業(yè)樣本氣體通過(guò)進(jìn)氣口 13給氣體 分析單元B中的氣體分析傳感器8提供測(cè)試樣氣，氣體分析傳感器8分析 以后的廢氣通過(guò)出氣口 14排到外界。由氣體分析傳感器8得到的電信號(hào) 量通過(guò)前置放大器9初步放大和處理，再供給微信號(hào)放大電路10經(jīng)過(guò)多 級(jí)放大和濾波使其在數(shù)據(jù)處理部件11所需的電壓范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理 部件11處理，使得信號(hào)量轉(zhuǎn)化為總線所需的電信號(hào)量，并通過(guò)總線連接 器12發(fā)送到總線電纜15上，由總線連接器終端7傳送至中央控制單元4 上的總線控制和傳輸器6，經(jīng)過(guò)處理供給中央處理器5，中央處理器經(jīng)過(guò) 分析所得到的總線信號(hào)，并解包總線數(shù)據(jù)幀，得到具體的氣體濃度值，然 后由彩色大屏幕顯示器件2顯示，以供在線監(jiān)測(cè)；通過(guò)薄膜矩陣鍵盤1 的按鍵操作來(lái)控制相應(yīng)的參數(shù)和設(shè)置。中央控制單元4和氣體分析傳感器 8、前置放大器9、微信號(hào)放大電路10、數(shù)據(jù)處理部件11的所需電源由開 關(guān)電源3統(tǒng)一提供。如圖3所示，前述的氣體分析單元B每?jī)蓚€(gè)并列設(shè)置 于一個(gè)機(jī)箱內(nèi)構(gòu)成一個(gè)基本單元，在該基本單元內(nèi)還設(shè)有開關(guān)電源3，在 相對(duì)每個(gè)氣體分析單元B —側(cè)的機(jī)箱上分別設(shè)置總線連接器12、進(jìn)氣口 13和出氣口 14。本基本單元內(nèi)的氣體分析單元通過(guò)進(jìn)氣口輸入各自的被 分析樣本氣體，只分析樣本氣體的濃度，通過(guò)總線連接器12發(fā)送到總線 電纜15上，以供給中央控制單元4顯示濃度值和操作。
圖4給出了模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀安裝使用狀態(tài)圖 它以N個(gè)基本分析單元和一個(gè)中央控制單元4為例，選用N個(gè)基本分析單 元B1—BN分別在線監(jiān)測(cè)N個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的氣體濃度，分別接于電源線L/N/G 上，N個(gè)基本分析單元和一個(gè)中央控制單元4通過(guò)總線電纜15連接構(gòu)成 一個(gè)分布式的多組分的在線氣體分析儀。中央控制單元4通過(guò)總線電纜 15對(duì)N個(gè)基本分析單元進(jìn)行功能操作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的氣體濃度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。 總線電纜15在保證基本的通訊速率的基礎(chǔ)上可以達(dá)到350米的超長(zhǎng)距離， 使得一臺(tái)中央控制單元4可以在線監(jiān)測(cè)多處的氣體濃度和相應(yīng)的功能操 作，中央控制單元4也可放置在工業(yè)控制中心處，每個(gè)基本分析單元可以 即插即用，大大節(jié)省了升級(jí)和維護(hù)費(fèi)用，方便了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管理。
權(quán)利要求1、一種模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，包括有機(jī)箱、鍵盤(1)、顯示器(2)和由氣體分析傳感器(8)、前置放大器(9)、微信號(hào)放大器(10)、數(shù)據(jù)處理部件(11)組成的氣體分析單元(B)，其特征是設(shè)有一個(gè)中央控制單元(4)、至少兩個(gè)氣體分析單元(B)、總線電纜(15)，中央控制單元(4)設(shè)有總線控制和傳輸器(6)，中央控制單元(4)的機(jī)箱上設(shè)有與總線控制和傳輸器(6)連接的總線連接器終端(7)，每個(gè)氣體分析單元(B)的機(jī)箱上設(shè)有與該氣體分析單元(B)的輸出端連接的總線連接器(12)，中央控制單元(4)機(jī)箱上的總線連接器終端(7)經(jīng)總線電纜(15)與每個(gè)氣體分析單元(B)機(jī)箱上的總線連接器(12)連接，前述鍵盤(1)和顯示器(2)設(shè)于中央控制單元(4)機(jī)箱上，鍵盤(1)和顯示器(2)分別與中央控制單元(4)的鍵盤接口和顯示器接口連接，每個(gè)氣體分析單元(B)的機(jī)箱上設(shè)有進(jìn)氣口(13)和出氣口(14)，進(jìn)氣口(13)和出氣口(14)分別與氣體分析單元(B)的氣體分析傳感器(8)的氣體進(jìn)出端連接。
2、 按權(quán)利要求1所述的模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，其 特征是前述的中央控制單元(4)和一個(gè)氣體分析單元(B)并列設(shè)置于一個(gè) 機(jī)箱內(nèi)，并與前述的分別與中央控制單元(4)的鍵盤接口和顯示器接口連 接的鍵盤(1)和顯示器(2)構(gòu)成一個(gè)基本單元，中央控制單元(4)還設(shè)有開 關(guān)電源(3)，在相對(duì)中央控制單元一側(cè)的機(jī)箱上設(shè)置總線連接器終端(7), 在相對(duì)氣體分析單元(B)—側(cè)的機(jī)箱上設(shè)置總線連接器(12)、進(jìn)氣口 (13) 和出氣口(14)。
3、 按權(quán)利要求1所述的模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，其 特征是前述的氣體分析單元(B)每?jī)蓚€(gè)并列設(shè)置于一個(gè)機(jī)箱內(nèi)構(gòu)成一個(gè)基 本單元，在該基本單元內(nèi)還設(shè)有開關(guān)電源(3)，在相對(duì)每個(gè)氣體分析單元 (B)—側(cè)的機(jī)箱上分別設(shè)置總線連接器(12)、進(jìn)氣口 (13)和出氣口 (14)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可應(yīng)用于大多數(shù)的工業(yè)環(huán)境，進(jìn)行氣體濃度在線檢測(cè)的模塊化的多組分分布式在線氣體分析儀，包括有機(jī)箱、鍵盤、顯示器和由氣體分析傳感器、前置放大器、微信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)處理部件組成的氣體分析單元，設(shè)有一個(gè)中央控制單元、至少兩個(gè)氣體分析單元、總線電纜，中央控制單元設(shè)有總線控制和傳輸器，中央控制單元的機(jī)箱上設(shè)有總線連接器終端，每個(gè)氣體分析單元的機(jī)箱上設(shè)有總線連接器，中央控制單元機(jī)箱上的總線連接器終端經(jīng)總線電纜與每個(gè)氣體分析單元機(jī)箱上的總線連接器連接，前述鍵盤和顯示器設(shè)于中央控制單元機(jī)箱上，鍵盤和顯示器分別與中央控制單元的鍵盤接口和顯示器接口連接，每個(gè)氣體分析單元(B)的機(jī)箱上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口。
文檔編號(hào)G01N35/00GK201163281SQ20072018791
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者呂正倫, 權(quán) 周, 朱仲文, 李曹東, 胡體寶, 軍 鄭, 羚 陳 申請(qǐng)人:重慶川儀總廠有限公司;重慶川儀分析儀器有限公司