專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體檢測(cè)報(bào)警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢測(cè)報(bào)警儀，特別是涉及一種用于檢測(cè)一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體的氣體檢測(cè)報(bào)警儀。
技術(shù)背景隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人類(lèi)接觸有害氣體的場(chǎng)所越來(lái)越多，由此造成對(duì)人類(lèi)本身的危害越來(lái)越大。尤其是在密閉環(huán)境、地下場(chǎng)所、生產(chǎn)領(lǐng)域，一次次的中毒事故，使人們清醒的認(rèn)識(shí)到在發(fā)展工業(yè)的同時(shí)保護(hù)人類(lèi)自身安全的重要性。因此各種有害氣體報(bào)警儀漸漸成為工業(yè)安全生產(chǎn)中必不可少的防護(hù)設(shè)備。目前常用的氣體檢測(cè)儀檢測(cè)品種少，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)只可能限制在儀器上，數(shù)據(jù)采集及處理的功能差，儀器容易受到電磁干擾，準(zhǔn)確性不夠，同時(shí)，簡(jiǎn)單的充電充電方式造成儀器使用時(shí)間短，影響了儀器的使用時(shí)長(zhǎng)。對(duì)儀器的造成造成很大的局限性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種氣體檢測(cè)報(bào)警儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的檢測(cè)品種少，數(shù)據(jù)采集及處理的功能差，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及時(shí)的處理傳輸；電源設(shè)置不合理，儀器使用時(shí)間短的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種氣體檢測(cè)報(bào)警儀，包括內(nèi)部電路部分，穩(wěn)壓電源及面板部分，所述的內(nèi)部電路部分包括主控電路和穩(wěn)壓電源；其中主控電路分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、氣體檢測(cè)回路、時(shí)鐘回路、報(bào)警電路、顯示電路及面板部分操作面板連接；時(shí)鐘電路與串口電路A連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路與串口電路B連接，報(bào)警電路與面板部分的報(bào)警裝置連接，氣體檢測(cè)回路與面板部分的傳感器連接；穩(wěn)壓電源分別與上述所有的用電部分相連接，穩(wěn)壓電源還設(shè)置有USB自動(dòng)充電接口，所述的面板部分，包括傳感器、報(bào)警裝置、顯示屏及操作面板。所述的報(bào)警裝置由蜂鳴器、振動(dòng)器及報(bào)警燈組成。所述的傳感器包括對(duì)于一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體中一種或兩種或三種或四種組合的檢測(cè)及放大電路。所述的傳感器包括對(duì)一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體中一種或兩種或三種或四種組合的傳感器。本實(shí)用新型的氣體檢測(cè)報(bào)警儀，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)氣體檢測(cè)對(duì)象實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理及報(bào)警顯示，同時(shí)采用數(shù)據(jù)傳輸接口將可檢測(cè)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)直接輸入電腦系統(tǒng)，并且采用同一接口同時(shí)實(shí)現(xiàn)充電接入功能，自動(dòng)化程度高，工作使用時(shí)間增長(zhǎng)，便于及時(shí)采取措施。

圖1為本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀的操作面板示意圖。圖2為本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀的連接框圖。[0012]其中1.主控電路，2.穩(wěn)壓電源，3.數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路，4.串口電路B，5.氣體檢測(cè)回路，6.傳感器，7.時(shí)鐘回路，8.串口電路A，9.報(bào)警電路，10.顯示電路，11.報(bào)警裝置，12.操作面板，13.顯示屏，14.輸入鍵，15.開(kāi)/關(guān)機(jī)鍵，16選擇鍵，17丨下翻建，18丨上翻鍵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)描述。但這些實(shí)施例不是反對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。本實(shí)用新型氣體檢測(cè)報(bào)警儀的結(jié)構(gòu)是，包括內(nèi)部電路部分，穩(wěn)壓電源及面板部分組成。其中面板部分包括傳感器6、報(bào)警裝置11、顯示屏13及操作面板12.參見(jiàn)圖2，內(nèi)部電路部分包括主控電路1，主控電路1分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路3、氣體檢測(cè)回路5、時(shí)鐘電路7、 報(bào)警電路9、顯示電路10及面板部分的操作面板12連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路3與串口電路B4連接，時(shí)鐘電路7與串口電路A8連接，報(bào)警電路9與面板部分的報(bào)警裝置11連接，氣體檢測(cè)回路5與用于一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體濃度檢測(cè)的傳感器6連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體的采集、讀數(shù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)調(diào)取功能，并在某種氣體濃度超標(biāo)時(shí)給予聲光電報(bào)警。穩(wěn)壓電源2分別與上述所有的用電部件相連接，提供各用電部件所需要的穩(wěn)定的電源供應(yīng)。主控電路1采用MSP430F149型號(hào)的單片機(jī)，負(fù)責(zé)采取一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種傳感器6的輸出信號(hào)，當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)在報(bào)警腳輸出高電位、采集時(shí)鐘信號(hào)送至顯示部分、并負(fù)責(zé)與儲(chǔ)存芯片級(jí)串口輸出芯片的通信控制。穩(wěn)定電源2中設(shè)置有穩(wěn)壓電路，電池電壓經(jīng)穩(wěn)壓器TPS7333穩(wěn)壓后輸出3. 3V穩(wěn)壓電源，提供給檢測(cè)儀的各用電部分。由于在甲烷氣體濃度大于5 %時(shí)需要切斷甲烷傳感器的電源，因此設(shè)置了一只甲烷傳感器的專(zhuān)用穩(wěn)壓芯片MCP1700，常態(tài)下負(fù)責(zé)供給甲烷傳感器所需電源，當(dāng)氣體濃度大于5%時(shí)，由一只三極管將電源短接到地，三極管前端的自恢復(fù)保險(xiǎn)自動(dòng)關(guān)斷，從而使甲烷傳感器失電，直至關(guān)機(jī)。此外，TPS7333的復(fù)位腳也為主控單片機(jī)在上電瞬間提供復(fù)位信號(hào)，而其余一氧化碳、硫化氫、氧氣的傳感器與電源采用正常的鏈接。穩(wěn)壓電源2還設(shè)置有USB制式自動(dòng)充電接口，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)補(bǔ)充電力的作用，使得穩(wěn)壓電源2的供電時(shí)間顯著延長(zhǎng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元3是由一片10MKB的FLASH存儲(chǔ)器，直接連接至單片機(jī)數(shù)據(jù)通訊接口，存儲(chǔ)內(nèi)容為標(biāo)校日期、地址位、曾報(bào)警的次數(shù)及時(shí)間、以及每分鐘記錄一次四種氣體的濃度值。串口電路B4及串口電路A8均由一片串口芯片及外圍電路組成，串口電路B4和串口電路A8可通過(guò)232串口數(shù)據(jù)線連接至電腦，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的所有數(shù)據(jù)下載至電腦以便隨時(shí)查閱，還可以將數(shù)據(jù)與電腦實(shí)現(xiàn)交流處理。氣體檢測(cè)回路5包括一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四個(gè)檢測(cè)電路，用于四種氣體的采集電路、信號(hào)放大電路及輸出電路，將四種傳感器6輸出的模擬信號(hào)經(jīng)濾波、放大后送入單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換引腳。時(shí)鐘電路7由一片DS1302及其外圍電路組成，其電源引腳直接連接至電池，在儀器關(guān)機(jī)時(shí)，亦可繼續(xù)工作以避免因失電引起的當(dāng)前時(shí)鐘丟失。顯示電路10包括一個(gè)HT1622顯示芯片、液晶顯示屏組成，用于將單片機(jī)計(jì)算得出的數(shù)據(jù)在液晶屏上顯示出來(lái)。報(bào)警裝置11由蜂鳴器、振動(dòng)器及報(bào)警燈組成，實(shí)現(xiàn)多功能報(bào)警，當(dāng)儀器檢測(cè)到氣體濃度超標(biāo)時(shí)，單片機(jī)的蜂鳴器控制腳、振動(dòng)控制腳、報(bào)警燈控制腳分別輸出高電位，使蜂鳴器鳴響、儀器振動(dòng)和報(bào)警燈閃爍。如圖1，本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀面板部分實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是，包括四組傳感器6、報(bào)警裝置11、顯示屏13及操作面板12，其中的操作面板12設(shè)置有輸入鍵14，開(kāi)/關(guān)機(jī)鍵15、 選擇鍵16、丨下翻建17以及丨上翻鍵18。操作面板12上的上述操作鍵均與主控電路1連接，將輸入指令輸入到主控電路1中；四組傳感器6分別與一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷氣體檢測(cè)儀內(nèi)部安裝的氣體檢測(cè)回路5連接，由氣體檢測(cè)回路5中的各自回路將數(shù)據(jù)處理后輸入主控電路1中；將顯示屏13與氣體檢測(cè)儀內(nèi)部安裝的顯示電路10連接，用于顯示信息；報(bào)警裝置11由蜂鳴器、振動(dòng)器及報(bào)警燈組成，并與氣體檢測(cè)儀內(nèi)部安裝的報(bào)警電路9連接，進(jìn)行報(bào)警提示。根據(jù)適用地點(diǎn)的不同，本實(shí)用新型的氣體檢測(cè)儀也可以只設(shè)置一氧化碳、硫化氫、 氧氣、甲烷四種檢測(cè)電路中的一種或兩種或三種或四種組合的檢測(cè)電路，并設(shè)置對(duì)應(yīng)的傳感器，針對(duì)性的進(jìn)行測(cè)儀面板部分的布置，其他模塊組成部分與前述的實(shí)施例相同。本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀的設(shè)定操作過(guò)程是第1、開(kāi)/關(guān)機(jī)及自檢1、開(kāi)機(jī)按壓“開(kāi)/關(guān)機(jī)”鍵2S，儀器開(kāi)機(jī)并進(jìn)入自檢。自檢期間顯示屏內(nèi)所有的數(shù)字及圖標(biāo)都將顯示2S，蜂鳴器鳴響0. 5S，報(bào)警燈點(diǎn)亮0. 5S。如檢測(cè)到某個(gè)傳感器故障或未安裝，進(jìn)入常態(tài)顯示后其讀數(shù)窗將始終顯示“EPP”字樣；2、關(guān)機(jī)按壓“開(kāi)/關(guān)機(jī)”鍵不松，2S后開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，每IS蜂鳴器鳴響0. 5S，四次
后關(guān)機(jī)。3、軟件自檢開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)將不斷地進(jìn)行軟件自檢。軟件自檢完畢后，單片機(jī)工作指示燈將點(diǎn)亮一次。背光任何狀態(tài)下短按“電源鍵”即可點(diǎn)亮背光，30S后自動(dòng)熄滅。第2、設(shè)定界面在常態(tài)下同時(shí)按壓“丨” + “丨”鍵2S，即可進(jìn)入設(shè)定界面。設(shè)定界面共5屏，依次是A第一屏高限報(bào)警值設(shè)定界面操作流程Al、同時(shí)按壓“ Γ，+ “丨”鍵，進(jìn)入第一屏，圖標(biāo)靜態(tài)顯示“HIGH”字樣；A2、按“選擇”鍵，四種氣體中一種閃動(dòng)顯示；A3、按“丨”鍵數(shù)字增加，按“丨，，鍵數(shù)字減少(每種值都在0-999間循環(huán))；A4、按壓“輸入”鍵確認(rèn)，數(shù)字不再閃爍，修改完畢；A5、再次按壓“輸入”鍵進(jìn)入第二屏。B、第二屏低限報(bào)警值設(shè)定界面操作流程Bi、在第一屏連按2次“輸入”后進(jìn)入第二屏，圖標(biāo)靜態(tài)顯示“LOW”字樣；B2、按“選擇”鍵。氧氣氣體閃動(dòng)顯示；B3、按“丨”鍵數(shù)字增加，按“丨”鍵數(shù)字減少(每種值都在0-999間循環(huán))；B4、按壓“輸入”鍵確認(rèn)，數(shù)字不再閃爍，修改完畢；B5、再次按壓“輸入”鍵進(jìn)入第三屏。C、第三屏TWA報(bào)警值設(shè)定界面操作流程[0045]Cl、在第二屏連按2次“輸入”后進(jìn)入第三屏，圖標(biāo)靜態(tài)顯示“TWA”字樣；C2、按“選擇”鍵，除氧氣外的其余三種氣體中一種閃動(dòng)顯示；C3、按“丨”鍵數(shù)字增加，按“丨，，鍵數(shù)字減少(每種值都在0-999間循環(huán))；C4、按壓“輸入”鍵確認(rèn)，數(shù)字不再閃爍，修改完畢；C5、再次按壓“輸入”鍵進(jìn)入第四屏。D、第四屏STEL報(bào)警值設(shè)定界面操作流程D1、在第三屏連按2次“輸入”后進(jìn)入第四屏，圖標(biāo)靜態(tài)顯示“STEL”字樣；D2、按“選擇”鍵，除氧氣外的其余三種氣體中一種閃動(dòng)顯示；D3、按“丨”鍵數(shù)字增加，按“丨，，鍵數(shù)字減少(每種值都在0-999間循環(huán))；D4、按壓“輸入”鍵確認(rèn)，數(shù)字不再閃爍，修改完畢；D5、再次按壓“輸入”鍵進(jìn)入第五屏。E、第五屏?xí)r間日期設(shè)定界面操作流程在第四屏連按2次“輸入”后進(jìn)入第五屏，除時(shí)間日期外其余都不顯示；E1、按“選擇”鍵，依次從時(shí)分秒年月日閃動(dòng)顯示；E2、按“丨”鍵數(shù)字增加，按“丨”鍵數(shù)字減少；E3、按壓“輸入”鍵確認(rèn)，數(shù)字不再閃爍，修改完畢；E4、再次按壓“輸入”鍵屏幕返回常態(tài)顯示界面。第3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢測(cè)儀對(duì)讀取到的氣體濃度數(shù)據(jù)每30S保存一次。數(shù)據(jù)記錄內(nèi)容如下當(dāng)前日期年 月日當(dāng)前時(shí)間時(shí) 分秒當(dāng)前地址 XXX設(shè)置報(bào)警值一氧化碳 XX PPM硫化氫XX PPM甲烷XX %氧氣XX %當(dāng)前氣體濃度一氧化碳 XX PPM硫化氫XX PPM甲烷XX %氧氣XX %當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)達(dá)到存儲(chǔ)器的最大存儲(chǔ)量時(shí)，最新數(shù)據(jù)將自動(dòng)覆蓋第一條最舊的數(shù)據(jù)。第4、標(biāo)定操作在常態(tài)下按壓“丨” + “選擇”鍵2S，即進(jìn)入儀器標(biāo)定界面。標(biāo)定過(guò)程如下F1、按壓“丨” + “選擇”鍵2S進(jìn)入標(biāo)定界面，如連續(xù)按壓“輸入”鍵兩次，則進(jìn)入步驟F9 ；F2、按“選擇”鍵進(jìn)入修改頁(yè)面；F3、再按“選擇”鍵，其中一種氣體閃動(dòng)；F4、按“個(gè)”或“ I ”修改標(biāo)準(zhǔn)氣體值；[0081]F5、按壓“輸入”鍵確認(rèn)；F6、再按壓“選擇”鍵修改其余氣體標(biāo)準(zhǔn)值；F7、按壓“輸入”鍵確認(rèn)；F8、再次按壓“輸入”鍵；F9、儀器啟動(dòng)自動(dòng)標(biāo)定；F10、屏幕右上方的“AUT0-ZER0”字樣，儀器開(kāi)始自動(dòng)歸零；F11、自動(dòng)歸零完成，“AUT0-ZER0”字樣不再閃爍，屏幕上方中央的施加標(biāo)準(zhǔn)氣圖標(biāo)閃爍；F12、手動(dòng)施加標(biāo)氣；F13、儀器檢測(cè)到某種氣體濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值50 %后，該氣體閃爍，同時(shí) “AUT0-SPAN”字樣閃爍，并開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定；F14、濃度未達(dá)標(biāo)50%的氣體儀器認(rèn)為未加標(biāo)準(zhǔn)氣，不予標(biāo)定；F15、“AUT0_SPAN”字樣不再閃爍，燈光、蜂鳴器響3S，標(biāo)定完成，施加了標(biāo)氣的氣體顯示標(biāo)準(zhǔn)氣體值，未施加的顯示為三個(gè)“一”；F16、存儲(chǔ)器內(nèi)增加一條標(biāo)定記錄信息，內(nèi)容標(biāo)定時(shí)間、日期、氣種、標(biāo)氣值；F17、按“輸入”鍵退出，重新開(kāi)機(jī)。第5、鍵盤(pán)鎖定/解鎖連續(xù)2分鐘無(wú)按鍵操作，蜂鳴器發(fā)出IS短“滴”聲后鍵盤(pán)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。鎖定狀態(tài)下按壓任何按鍵都將無(wú)效。如需解鎖操作，應(yīng)按壓“確認(rèn)”2S以上直至蜂鳴器再次發(fā)出短“滴”聲為止。第6、甲烷超量程保護(hù)當(dāng)甲烷濃度超過(guò)5%時(shí)，檢測(cè)儀將進(jìn)入超量程狀態(tài)。這種狀態(tài)下檢測(cè)儀將自動(dòng)切斷甲烷傳感器的供電電路，并發(fā)出連讀的“滴”聲示警。要清除這種狀態(tài)，須將檢測(cè)儀關(guān)機(jī)后重新開(kāi)機(jī)。第7、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)用檢測(cè)儀專(zhuān)用轉(zhuǎn)儲(chǔ)線連接轉(zhuǎn)儲(chǔ)儀和電腦，在電腦上打開(kāi)“bos sun”檢測(cè)儀存儲(chǔ)軟件，彈出轉(zhuǎn)儲(chǔ)對(duì)話(huà)框。點(diǎn)擊“輸入”鍵即可開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸。轉(zhuǎn)儲(chǔ)完成后， 文件自動(dòng)保存為“.txt”文件，用通用閱讀器word即可打開(kāi)。本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀通過(guò)操作面板12進(jìn)行控制參數(shù)的設(shè)定，并通過(guò)各個(gè)氣體檢測(cè)的傳感器6實(shí)時(shí)采集得到模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，再通過(guò)氣體檢測(cè)回路5的各個(gè)電路轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)輸入主控電路1，主控電路1再通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路3、串口電路B4將數(shù)據(jù)上傳，同時(shí)通過(guò)顯示電路10及報(bào)警電路9顯示輸出信息機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使得井下人員及時(shí)采取安全操作。本實(shí)用新型氣體檢測(cè)儀通過(guò)多個(gè)氣體濃度測(cè)量的傳感器實(shí)時(shí)采集模擬數(shù)據(jù)信號(hào)， 采用數(shù)據(jù)輸出接口將可檢測(cè)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)直接輸入電腦系統(tǒng)，并且采用同一接口同時(shí)實(shí)現(xiàn)充電介入功能，改善了預(yù)防及對(duì)應(yīng)井下事故的能力，具有廣泛的推廣前景和顯示意義。
權(quán)利要求1.一種氣體檢測(cè)報(bào)警儀，包括內(nèi)部電路部分、穩(wěn)壓電源及面板部分，其特征在于 所述的內(nèi)部電路部分包括主控電路和穩(wěn)壓電源其中主控電路分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、氣體檢測(cè)回路、時(shí)鐘電路、報(bào)警電路、顯示電路及面板部分的操作面板連接；時(shí)鐘電路與串口電路A連接，存儲(chǔ)電路與串口電路B連接，報(bào)警電路與面板部分的報(bào)警裝置連接，氣體檢測(cè)回路與面板部分的傳感器連接，所述的面板部分包括傳感器、報(bào)警裝置、顯示屏及操作面板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測(cè)報(bào)警儀，其特征在于所述的報(bào)警裝置由蜂鳴器、振動(dòng)器及報(bào)警燈組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測(cè)報(bào)警儀，其特征在于所述的氣體檢測(cè)回路包括對(duì)一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體中一種或者兩種或者三種或者四種組合的檢測(cè)及放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測(cè)報(bào)警儀，其特征在于所述的傳感器包括對(duì)于一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷四種氣體中的一種或兩種或三種或四種組合的傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣體檢測(cè)報(bào)警儀，包括內(nèi)部電路部分、穩(wěn)壓電源及面板部分，所述的面板部分包括傳感器、報(bào)警裝置、顯示屏及操作面板；所述的內(nèi)部電路部分包括主控電路和穩(wěn)壓電源，其中主控電路分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、氣體檢測(cè)回路、時(shí)鐘電路、報(bào)警電路、顯示電路及面板部分的操作面板連接；時(shí)鐘電路與串口電路A連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路與串口電路B連接，報(bào)警電路與面板部分的報(bào)警裝置連接，氣體檢測(cè)回路與面板部分的傳感器連接；穩(wěn)壓電源分別與上述所有的用電部分相連接，穩(wěn)壓電源還設(shè)置有自動(dòng)充電接口。如果氣體濃度高于安全值則發(fā)出警報(bào)，并能同時(shí)檢測(cè)多種氣體濃度，包括一氧化碳、硫化氫、氧氣、甲烷濃度，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G08B21/16GK202126742SQ20112028061
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者孫奇 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)