技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種可燃氣體檢測、報警裝置，特別涉及一種廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備。

背景技術(shù)：
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隨著科學(xué)技術(shù)進步，人們生活水平提高，可燃氣體報警器作為一種與大眾生活密切相關(guān)的安全裝置，正日益受到廣泛的重視，家用可燃氣體報警器的需求量持續(xù)增長。在日常生活環(huán)境中發(fā)生可燃性（主要是甲烷）氣體泄露時，氣體傳感器檢測到其濃度達到設(shè)置的報警值時，就會發(fā)出報警信號，以提醒使用者采取人員疏散、強制排風(fēng)、切斷電源、關(guān)停設(shè)備等應(yīng)急措施。有效的防止中毒、爆炸、火災(zāi)等事故發(fā)生，從而保障人民生命和財產(chǎn)的安全?，F(xiàn)有的家用可燃氣體報警器在受到烹飪時蒸汽、濕氣、爐具火焰過高、大量濃煙以及熬制中藥、加熱酒類、雞蛋發(fā)霉發(fā)臭等情況的影響，產(chǎn)生大量誤判報警，嚴重干擾人們的正常生活。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備及識別方法。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，其組成包括：報警器機箱，所述的報警器機箱內(nèi)有單片機裝置，所述的單片機裝置分別與信號處理裝置a、信號處理裝置b、濃度顯示裝置、聲光報警裝置和執(zhí)行驅(qū)動裝置電路連接，所述的報警器機箱內(nèi)還設(shè)置有多路輸出的供電裝置。

所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的信號處理裝置a與氣體傳感器sa連接，所述的信號處理裝置b與氣體傳感器sb連接，所述的信號處理裝置a和所述的信號處理裝置b均包括把氣體傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為與氣體濃度呈正比的電壓輸出的電路、輸出信號放大電路和濾波電路。

所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的氣體傳感器sa和所述的氣體傳感器sb均采用廣譜型半導(dǎo)體氣體傳感器，所述的氣體傳感器sa工作電源為v1，實現(xiàn)對甲烷氣體的檢測，所述的氣體傳感器sb工作電源為v2，實現(xiàn)對其他氣體的檢測。

所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的單片機裝置包括采用stm8003f3p6芯片，片內(nèi)具有時鐘振蕩器、看門狗、掉電復(fù)位等功能以及10位（5通道）模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)對信號處理裝置a輸出電壓u1和信號處理裝置b輸出電壓u2的采集、轉(zhuǎn)換、存儲、比對和判別等操作。

所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備及識別方法，其具體識別、檢測、報警方法如下：

（1）設(shè)置一個基準電壓值ur，并以數(shù)字量的形式存儲到單片機的eeprom中；

（2）氣體傳感器sa的輸出經(jīng)過信號處理裝置a轉(zhuǎn)換、放大和濾波后輸出u1，送入單片機（pd2引腳）進行a/d轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集、存儲；與基準電壓ur進行數(shù)字比對；實時記錄u1值等操作。

（3）氣體傳感器sb的輸出經(jīng)過信號處理裝置b轉(zhuǎn)換、放大和濾波后輸出u2，送入單片機（pd3引腳）進行a/d轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集、存儲；與基準電壓ur進行實時的數(shù)字比對；實時記錄比對結(jié)果等操作。

（4）當u1≥ur時，

并有u2≥ur則u1代表的是單一甲烷氣體濃度；

并有u2<ur則u1代表的是其他干擾氣體濃度；

（5）單片機依據(jù)比對的結(jié)果，分別執(zhí)行：

a輸出報警指令到聲光報警裝置，啟動聲光報警，提醒工作人員排查故障、疏散現(xiàn)場人員；

b輸出控制指令到驅(qū)動裝置，進行強制排風(fēng)、自動切斷電源、關(guān)停設(shè)備等應(yīng)急措施；

c對u1值進行數(shù)據(jù)處理，得到實時的氣體濃度值，輸出到顯示裝置。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明采用雙傳感器檢測技術(shù)，利用半導(dǎo)體氣體傳感器在不同的工作電壓下，對不同氣體的熱運動狀態(tài)不同，所引起熱躍遷使半導(dǎo)體載流子濃度和遷移率不同，導(dǎo)致其輸出電阻也不同的現(xiàn)象，實現(xiàn)用廣譜型半導(dǎo)體傳感器對甲烷（ch4）氣體的正確甄別，有效的避免誤報情況的發(fā)生，提高了報警的可靠性。

本發(fā)明的氣體傳感器，是采用一對型號相同、參數(shù)匹配的廣譜型半導(dǎo)體氣體傳感器，可以排除混合在一起的其他氣體（水蒸汽，酒精、丁烷、氫氣、一氧化碳等）的干擾，對甲烷氣體濃度進行的準確測量。

本發(fā)明的氣體傳感器，是金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、成本低、對濕度敏感差等特點。尤其是低成本的優(yōu)點，符合我們的國情，能為促進家用可燃氣體報警器的普及有著積極的推動作用。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，造價低，易于裝配、調(diào)試和維修，可以引入到工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用在化工，石油，燃氣，鋼鐵等領(lǐng)域，為需要測量單一的甲烷氣體濃度的部門提供性價比極高的檢測設(shè)備。

本發(fā)明的技術(shù)可以進行移植、拓展，對混合在一起的其他氣體（如：乙醇、乙酸、氫氣、丁烷、一氧化碳等）進行單一的氣體濃度測量，以滿足廣大用戶的特殊需求。

附圖說明：

附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是信號處理裝置a電路原理圖。

附圖3是信號處理裝置b電路原理圖。

附圖4是單片機電路原理圖。

附圖5是供電裝置方框圖。

附圖6是附圖5的供電裝置電路原理圖。

圖中：1—報警器機箱；2—氣體傳感器sa；3—氣體傳感器sb；4—信號處理裝置a；5—信號處理裝置b；6—單片機裝置；7—濃度顯示裝置；8—聲光報警裝置；9—執(zhí)行驅(qū)動裝置；10—多路輸出的供電裝置。

具體實施方式：

實施例1：

一種使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，其組成包括：報警器機箱1，所述的報警器機箱內(nèi)有單片機裝置6，所述的單片機裝置分別與信號處理裝置a4、信號處理裝置b5、濃度顯示裝置7、聲光報警裝置8和執(zhí)行驅(qū)動裝置9電路連接，所述的箱內(nèi)還設(shè)置有多路輸出的供電裝置10。

實施例2：

根據(jù)實施例1所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的信號處理裝置a和信號處理裝置b分別與氣體傳感器sa2和氣體傳感器sb3電路連接，所述的信號處理裝置a和b均包括把氣體傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為與氣體濃度呈正比的電壓輸出的電路、輸出信號放大電路和濾波電路。

實施例3：

根據(jù)實施例1或2所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的氣體傳感器sa采用廣譜型半導(dǎo)體氣體傳感器，工作電源為v1，實現(xiàn)對甲烷（ch4）氣體的檢測；所述的氣體傳感器sb也采用廣譜型半導(dǎo)體氣體傳感器，工作電源為v2，實現(xiàn)對其他氣體的檢測。

實施例4：

根據(jù)實施例1或2所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的單片機裝置包括采用stm8003f3p6芯片，片內(nèi)具有時鐘振蕩器、看門狗、掉電復(fù)位等功能以及10位（5通道）模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)對信號處理裝置a輸出電壓u1和信號處理裝置b輸出電壓u2的采集、轉(zhuǎn)換、存儲、比對和判別等操作。

實施例5：

根據(jù)實施例1或2所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備，所述的多路輸出的供電裝置，具有5路輸出?？蔀闅怏w傳感器sa和sb分別提供工作電源v1、v2；為信號處理裝置a和b提供工作電源va（模擬）；為單片機裝置、濃度顯示裝置和聲光報警裝置等提供工作電源vs（數(shù)字）；為執(zhí)行驅(qū)動裝置提供工作電源vq。

實施例6：

根據(jù)實施例1至5所述的使用廣譜型傳感器識別甲烷氣體的設(shè)備的識別方法，其具體識別、檢測、報警方法如下：

（1）設(shè)置一個基準電壓值ur，并以數(shù)字量的形式存儲到單片機的eeprom中；

（2）氣體傳感器sa的輸出經(jīng)過信號處理裝置a轉(zhuǎn)換、放大和濾波后輸出u1，送入單片機（pd2引腳）進行a/d轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集、存儲；與基準電壓ur進行數(shù)字比對；實時記錄u1值等操作。

（3）氣體傳感器sb的輸出經(jīng)過信號處理裝置b轉(zhuǎn)換、放大和濾波后輸出u2，送入單片機（pd3引腳）進行a/d轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集、存儲；與基準電壓ur進行實時的數(shù)字比對；實時記錄比對結(jié)果等操作。

（4）當u1≥ur時，

并有u2≥ur則u1代表的是單一甲烷氣體濃度；

并有u2<ur則u1代表的是其他干擾氣體濃度；

（5）單片機依據(jù)比對的結(jié)果，分別執(zhí)行：

a輸出報警指令到聲光報警裝置，啟動聲光報警，提醒工作人員排查故障、疏散現(xiàn)場人員；

b輸出控制指令到驅(qū)動裝置，進行強制排風(fēng)、自動切斷電源、關(guān)停設(shè)備等應(yīng)急措施；

c對u1值進行數(shù)據(jù)處理，得到實時的氣體濃度值，輸出到顯示裝置。