专利名称：一体化集成气体探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体探测技术，特别涉及气体探测器的集成化技术。
背景技术：
危险气体(包括可燃气体、有害气体等)事故属于小概率，大事 件，涉及公共安全问题。国际公认减少危险气体事故的最有效手段就 是使用气体探测报警器。随着工业化的发展，危险气体的防护需求曰 益增大，需要探测的气体种类越来越多，探测环境千差万别，探测报 警系统的构建也因个体而不同，功能越来越多。现有的气体探测器一 般采用单一模拟混合结构，每一种检测气体或者每增加一种功能，都 需要开发新的探测器。并且探测器大量使用分离器件和模拟器件，不 具备数字接口，无模块化概念，导致了探测器的可靠性不高、功能扩 展困难、适用范围小，检测信号量有限、无法规模化生产等缺点。 实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种采用模块化结构 的一体化集成气体探测器。以提高气体探测器升级和功能扩展性能。 本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是， 一体化集成气体探测器，其特征在于，由传感器集成模块和探测器接口模块组成; 所述传感器集成模块与探测器接口模块连接；所述传感器集成模块由专用部分和通用部分组成，两部分通过标 准接口连接；专用部分包括传感器，电源电路和信号处理电路；电源电路与传 感器和信号处理电路连接，信号处理电路与传感器连接，信号处理电 路与标准接口连接；通用部分包括MCU和数字通信电路；所述MCU通过数字通信 电路与探测器接口模块连接，所述MCU与标准接口连接。
进一步的，所述传感器集成模块与探测器接口模块通过2线制数 据及电源接口连接。进一步的，探测器接口模块包括控制器、电源模块、通信接口及 外部接口；所述控制器与电源模块及通信接口连接，所述电源模块、 通信接口与传感器集成模块连接，所述外部接口与通信接口连接。进一步的，所述探测器接口模块还包括对外通信模块、显示模块、 联动控制模块；所述对外通信模块、显示模块、联动控制模块与控制 器连接。具体的，传感器集成模块内置传感器参数表。本实用新型的有益效果是，将探测器的各部分进行模块化设计， 有利于探测器结构的小型化和标准化，能够方便地进行功能扩展和升 级，特别是模块间采用标准数字接口，做到了即插即用，便于拆卸安 装和匹配。
图l是实施例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。 本实用新型的一体化集成气体探测器，由传感器集成模块和探测 器接口模块通过标准数字接口连接组成。根据不同模块的组合可以形 成不同的一体化集成气体探测器，以适应不同气体的探测。传感器集 成模块独立完整的负责传感器的全部处理，通过内部软件和硬件，可 以完成传感器的信号调理、抗干扰处理、气体浓度计算、非线性度补 偿、全温度域补偿、时间衰减补偿等所有功能；探测器接口模块负责 整个一体化集成气体探测器与外界的电源及信号接口处理。传感器集 成模块内部还可细分为专用部分和通用部分，可以根据不同的检测气 体来进行组合。 实施例参见图1，探测器接口模块需要配接传感器集成模块，又要负责 和外部进行连接，其组成包括以下几个部分-
电源模块包括前级和后级电源模块，后级电源模块接受外部的DC24V直流供电，转化为DC5V工作电源，供探测器接口模块各部 分电路使用， 一路通过前级电源模块和标准接口，为传感器集成模块 提供电源。前级电源模块接受外部的24V直流供电，转化为DC5V工作 电源，通过标准接口为传感器集成模块提供电源。对外通信模块(可选)处理探测器与外界的通信，包括电平转 换、信号编码等功能。联动控制模块(可选)探测器控制外部设置的电路。数字通信部分2线制串口通信(TXD， RXD)，通过2线制数 据及电源接口与传感器集成模块通信。电源连接部分采用2线制供电连接(5V， GND),提供+5V 电源，通过2线制数据及电源接口与传感器集成模块连接。显示模块(可选)包括数码管显示和指示灯显示，作为探测器 的系统显示。控制器，包括复位电路、晶振、ISP、 JTAG 口、按键输入等周边电路。传感器集成模块传感器集成模块围绕其使用的传感器(传感头)而设计，囊括了 对应传感器应用所需的所有电路。是一个独立的传感器应用和处理单 元。其内部又分为专用部分和通用部分，这两部分采用插针式标准接口连接。专用部分是指针对不同传感器的特殊应用电路。包括传感器、电 源电路以及信号处理电路。信号处理电路又分为信号滤波电路、信号 放大电路和补偿传感器(如温度传感器等)。本例中还包括传感器匹 配电路，用于传感器零点匹配，线性匹配等。通用部分则是每个传感器集成模块都具有并且相同的部分，包括 MCU，或称为微处理器，用于传感器信号的A/D转换、传感器信号 智能处理等；数字通信电路，完成数字通信处理。 本例探测器的基本工作原理是在传感器集成模块专用部分，传 感器将气体浓度的变化，转换成电信号，经过滤波、放大、补偿(包 括线性补偿、温度补偿，时间衰减补偿)等处理后，信号送往通用部分。通用部分的MCU利用其A/D采集端口，对信号进行A/D转换， 得到数字信号。数字信号送往通用部分，最后通过对外接口进行传输。 通过在MCU中，配置相关传感器的参数表，可以通过软件对传 感器信号进行计算、处理。更换传感器只需更换传感器集成模块的专 用部分，并配置相应的参数表即可。无论是探测器功能扩展，还是升 级，都非常简单和方便。特别是采用数字信号处理和模块化设计，大 大提高了探测器的可靠性和对外接口能力，扩大了探测器的适用范 围。
权利要求1.一体化集成气体探测器，其特征在于，由传感器集成模块和探测器接口模块组成；所述传感器集成模块与探测器接口模块连接；所述传感器集成模块由专用部分和通用部分组成，两部分通过标准接口连接；专用部分包括传感器，电源电路和信号处理电路；电源电路与传感器和信号处理电路连接，信号处理电路与传感器连接，信号处理电路与标准接口连接；通用部分包括MCU和数字通信电路；所述MCU通过数字通信电路与探测器接口模块连接，所述MCU与标准接口连接。
2. 根据权利要求1所述的一体化集成气体探测器，其特征在于， 所述传感器集成模块与探测器接口模块通过2线制数据及电源接口 连接。
3. 根据权利要求1所述的一体化集成气体探测器，其特征在于, 探测器接口模块包括控制器、电源模块、通信接口及外部接口；所述 控制器与电源模块及通信接口连接，所述电源模块、通信接口与传感 器集成模块连接。
4. 根据权利要求3所述的一体化集成气体探测器，其特征在于， 所述探测器接口模块还包括对外通信模块、显示模块、联动控制模块; 所述对外通信模块、显示模块、联动控制模块与控制器连接。
5. 根据权利要求1所述的一体化集成气体探测器，其特征在于， 传感器集成模块内置传感器参数表。
专利摘要本实用新型涉及气体探测技术，特别涉及气体探测器的集成化技术。本实用新型公开了一种采用模块化结构的一体化集成气体探测器。本实用新型的技术方案是，将探测器分成传感器集成模块和探测器接口模块两个模块，两个模块通过接口连接；并将传感器集成模块设计成专用部分和通用部分两个模块，整个探测器由三部分构成。本实用新型的有益效果是，将探测器的各部分进行模块化设计，有利于探测器结构的小型化和标准化，能够方便地进行功能扩展和升级，特别是模块间采用标准数字接口，做到了即插即用，便于拆卸安装和匹配。
文档编号G01N27/00GK201034958SQ20072007891
公开日2008年3月12日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者敏 杨, 邬晓宁 申请人:成都安可信电子有限公司