一种红外甲烷浓度检测报警装置的制作方法

本实用新型涉及一种红外甲烷浓度检测报警装置，属于气体检测技术领域。

背景技术：

我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，随着采矿业的发展，矿难事故频频发生，矿工的死亡人数与日俱增，对矿工的生命以及周围的环境造成严重威胁。甲烷是引发矿井瓦斯爆炸的主要原因，因此，对甲烷气体浓度的实时监测与报警十分必要。当前在煤矿下使用的甲烷检测仪主要是基于催化燃烧原理，但是催化技术的传感器存在着可靠性与稳定性的缺陷，而红外气体检测技术则弥补了这样的不足，技术优势的存在能有效地提高煤矿下甲烷监控的安全系数，降低煤矿甲烷事故的机率，所以红外气体检测技术在煤矿上的推广应用具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种检测精度高、使用方便的红外甲烷浓度检测报警装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于，包括主控单元、显示单元、声光报警单元、红外遥控单元、电源模块单元、恒流驱动单元、甲烷气体传感器、信号处理单元。所述显示单元、声光报警单元和红外遥控单元分别与主控单元的输出端连接，所述电源模块单元的输出端与主控单元的输入端连接，所述主控单元的输出端通过恒流驱动单元与甲烷气体传感器连接，所述甲烷气体传感器的输出端与信号处理单元的输入端连接，所述信号处理单元的输出端与主控单元的输入端连接。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述单片机为芯片STC12C5A60S2。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述显示电路主要由LED驱动芯片ZLG7290和数码管构成。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述红外遥控电路主要由芯片HS0038构成。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述恒流驱动电路主要由芯片ASM1117构成。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述甲烷气体传感器为MH-440D红外甲烷传感器。

上述的一种红外甲烷浓度检测报警装置，其特征在于：所述信号处理单元包括放大电路、整流电路、积分滤波电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：硬件结构简单，精确度高，性能稳定，使用操作方便，能对甲烷气体进行实时检测，并对检测结果进行同步显示，在检测值超出设定的报警上限时通过声光报警电路进行报警，能有效预防重大安全事故的发生，为井下作业人员提供了安全保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的主控单元的电路结构图。

图3为本实用新型的显示单元的电路结构图。

图4为本实用新型的声光报警单元的电路结构图。

图5为本实用新型的红外遥控单元的电路结构图。

图6为本实用新型的恒流驱动单元、甲烷气体传感器、电源模块单元的电路结构图。

具体实施方式

为了能够更清晰地阐述本实用新型的特点和工作基本原理，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行说明。

本具体实施方式首先提供了一种红外甲烷浓度检测报警装置，如图1所示，包括：主控单元1、显示单元2、声光报警单元3、红外遥控单元4、电源模块单元5、恒流驱动单元6、甲烷气体传感器7、信号处理单元8。所述显示单元2、声光报警单元3和红外遥控单元4分别与主控单元1的输出端连接，所述电源模块单元5的输出端与主控单元1的输入端连接，所述主控单元1的输出端通过恒流驱动单元6与甲烷气体传感器7连接，所述甲烷气体传感器7的输出端与信号处理单元8的输入端连接，所述信号处理单元8的输出端与主控单元1的输入端连接。

其中，如图2所示，主控单元1采用STC12C5A60S2单片机。

在一可选实施例中，如图3所示，显示单元2采用LED驱动芯片ZLG7290驱动共阴极七段数码管，主控单元1的P2.2、P2.3、P2.4引脚分别与显示单元2的SDA、SCL、RST引脚相接。通过控制单片机相应引脚实现对实测甲烷气体浓度值的显示。

在一可选实施例中，如图4所示，声光报警单元3由蜂鸣器、发光二极管、光耦隔离芯片6N137组成。主控单元1的VCC、P2.0引脚分别与光耦隔离芯片6N137的V+、V-引脚相接。当检测出的甲烷气体浓度高于限定值，甲烷检测报警装置发出声光报警信号，提示用户所测气体浓度超标。

在一可选实施例中，如图5所示，红外遥控单元4采用芯片HS0038。主控单元1的P3.2引脚与芯片HS0038的OUT引脚连接。通过红外遥控器设定报警上限值。

在一可选实施例中，如图6所示，恒流驱动单元6采用芯片ASM1117，利用输出电压的稳定性，保证流过甲烷气体传感器红外光源的电流持续恒定，甲烷气体传感器7为红外甲烷传感器MH-440D。芯片ASM1117的VOUT引脚与甲烷气体传感器7的VCC引脚相接，甲烷气体传感器7的RXD、TXD引脚分别与主控单元1的TXD、RXD引脚相接，电源模块单元5的VOUT引脚与主控单元1的VCC引脚相接，电源模块单元5的OV引脚与甲烷气体传感器7的GND引脚相接。

本实用新型的工作原理及过程是：电源模块单元5通过主控单元1对各个模块电路提供工作电压，主控单元1通过恒流驱动单元6对甲烷气体传感器7中的红外光源进行调制，使红外光源工作在恒流状态，甲烷气体传感器7实时检测煤矿内瓦斯中甲烷气体的浓度信号，将检测到的信号经过信号处理单元8放大、整流、滤波后输入到主控单元1 中，并通过显示单元2显示检测到的甲烷浓度值，同时主控单元1 将甲烷浓度值与通过红外遥控单元4人为设定的报警上限进行对比，如果检测到的甲烷浓度值超出设定上限，声光报警单元3发出声光报警信号进行报警，提醒相关工作人员采取相应的措施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权力要求书的保护范围为准。