专利名称：便携式沼气甲烷成分测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪，尤其是涉及一种便携式沼气甲烷成分测量仪。
背景技术：
沼气作为一种清洁能源已在全国广大农村地区得到广泛普及，它不但能减少环境 污染和空气污染，而且能保护森林和植被，使青山绿水永在。沼气中主要可燃成分是甲烷， 只有甲烷的浓度达到一定值后，沼气燃烧后才能提供足够的热量，可现在尚无一种能准确 测量沼气中的甲烷浓度、并且价格便宜、易于推广的测量仪面市。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高、可靠性高、稳定性好、操作方便、读数 直观、携带方便、维修便利的便携式沼气甲烷成分测量仪。 本实用新型的目的是这样实现的本实用新型包括箱体、恒流限压充电电路、欠压 保护电路、延时关机保护电路、直流变换器电路和蓄电池，在壳体的前面板上安装有数字显 示屏、电源开关、零点校准旋钮、测量校准开关、50 %校准旋钮、启动按钮、测量指示灯、充电 指示灯和欠压指示灯，在壳体的后面板上设有进气孔、气室孔和气室盖，特征是还包括传感 器稳压电源电路和甲烷浓度数字显示及校准电路。当甲烷气体经后面板上的进气孔流经传 感器时，被加热的传感器内阻发生变化，产生一个误差信号；该信号的大小与甲烷的浓度成 正比，将此信号送到数字显示屏，显示甲烷气体的有效浓度，根据需要可进行零点校准和满 度校准。传感器稳压电源电路是根据传感器的要求提供高精度的稳压电源，确保仪器的测 试精度。 本实用新型采用灵敏度高、稳定性好、线性度好的气敏传感器作为测量元件，可对 沼气中的甲烷(CH4)成分进行定量分析，有数字显示屏直观地显示其结果，读数非常直观。 恒流限压充电电路是将220V交流市电经降压、整流滤波、稳压后输出6V直流电源为蓄电池 充电，以保证测量仪在无交流电场合下仍能保持正常工作状态，使蓄电池能为其它各部分 电路提供工作能源，欠压保护电路是将畜电池电压与基准电压进行比较，当畜电池电压高 于基准电压时甲烷浓度数字显示及校准电路可以正常工作，而当畜电池电压低于基准电压 时，欠压指示灯亮提示用户必须充电。蓄电池有自我保护功能，即从启动电源、接通电源时 起约40分钟左右后电源电路自动关闭，只要再按动一次启动按钮又可继续进行测量，延时 关机保护电路采用数字电路实现。直流变换器电路主要提供数字显示屏的电源。因此，本 实用新型具有灵敏度高、可靠性高、稳定性好、操作方便、读数直观、携带方便、维修便利的 优点，整个测量仪由蓄电池供电，适用于广大山区、缺电的农村使用。
图1为本实用新型的箱体的结构示意图； 图2为图1的后视图；[0008] 图3为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。 本实用新型包括箱体1、恒流限压充电电路、欠压保护电路、延时关机保护电路、直 流变换器电路、传感器稳压电源电路、甲烷浓度数字显示及校准电路和蓄电池E，在壳体1 的前面板2上安装有数字显示屏3、电源开关7、零点校准旋钮4、测量校准开关5、50%校 准旋钮6、启动按钮8、测量指示灯11、充电指示灯10和欠压指示灯9，在壳体1的后面板 12上设有进气孔13、气室孔15和气室盖14，恒流限压充电电路由变压器Tl、稳压集成电路 IC1(型号LM317)、可控硅TL、电阻R1—R5、二极管D1—D5、充电指示灯10、极性电容C1和电 容C2组成，欠压保护电路由集成电路IC2-l、IC2-2(型号LM393)、电阻R6-R15、二极管D6、 D7、欠压指示灯9和极性电容C3、C4组成，延时关机保护电路由集成电路IC3(型号4060)、 三极管BG1、 BG2、电阻R16—R21、二极管D8、 D9、电容C5、 C6、启动按钮8、继电器线圈J和 继电器开关Jl组成，直流变换器电路由变压器T2、电阻R31—R33、二极管D10、稳压二极管 ZW、三极管BG3、极性电容C10、Cl 1 、电容C12、测量指示灯11和电感L组成，传感器稳压电源 电路由稳压集成电路IC4(型号LM317)、电阻R22—R24、电容C7和极性电容C8组成，稳压 集成电路IC4的输入端2脚接欠压保护电路中的二极管D6阳极、延时关机保护电路中的继 电器开关Jl的输出端3脚、电阻R21 —端、启动按钮8 —端的公共端，电阻R21的另一端接 三极管BG2的基极，启动按钮8的另一端与电源开关7串联后接畜电池E的正极，稳压集成 电路IC4的输出端3脚接欠压保护电路中的电阻R9和电阻R13的公共端，电阻R9的另一端 接集成电路IC2-1的反相输入端2脚，电阻R13的另一端接集成电路IC2-2的正相输入端 5脚，电阻R22与电阻R23互相并联后串联在稳压集成电路IC4的接地端1脚和地之间，电 阻R24并联在稳压集成电路IC4的输出端3脚和稳压集成电路IC4的接地端1脚之间，电 容C7和极性电容C8互相并联后串联在稳压集成电路IC4的输出端3脚和地之间；甲烷浓 度数字显示及校准电路由两个气敏传感器CGQ1、CGQ2、电阻R25—R30、可调电阻W1—W4、测 量校准开关5、电容C9和数字显示屏3组成，气敏传感器CGQ1的一端接稳压集成电路IC4 的输出端3脚，气敏传感器CGQ1的另一端与气敏传感器CGQ2串联后接地，可调电阻W1的 一端和中间端均接两个气敏传感器CGQ1、CGQ2的中间连接端，可调电阻W1的另一端与电阻 R25、测量校准开关5依次串联后接地，电阻R26的一端接两个气敏传感器CGQ1、 CGQ2的中 间连接端，电阻R26的另一端接可调电阻W2的一端，可调电阻W2的另一端和中间端均接可 调电阻W3的一端，可调电阻W3的另一端和中间端均与电阻R27串联后接可调电阻W4的中 间端，可调电阻W4的一端与电阻R28串联后接稳压集成电路IC4的输出端3脚，可调电阻 W4的另一端与电阻R30串联后接地，电阻R29并联在可调电阻W4的两端，电容C9 一端和数 字显示屏3 —端的公共端接两个气敏传感器CGQ1、CGQ2的中间连接端，电容C9另一端和数 字显示屏3另一端的公共端接可调电阻W2的中间端。 变压器Tl将220V交流市电经变压器Tl降压、桥式整流器Dl-D4整流、极性电容 Cl滤波、稳压集成电路IC1稳压后输出6V直流电源为蓄电池E充电。畜电池E的电压与 基准电压分别被送入集成电路IC2-1、 IC2-2的正相输入端和反相输入端进行比较，当畜电 池E的电压高于基准电压时，集成电路IC2-2输出信号给三极管BG1、BG2，使三极管BG2导通，继电器线圈J得电，继电器开关Jl吸合，使畜电池E为传感器稳压电源电路、甲烷浓度 数字显示及校准电路供电，开始正常工作；而当畜电池E的电压低于基准电压时，欠压指示 灯9亮提示用户必须充电。从启动电源、接通电源时起，集成电路IC3开始计时，约40分钟 左右后，集成电路IC3的输出端3脚输出一个信号给三极管BG1、 BG2，使三极管BG2截止， 继电器线圈J断电，继电器开关Jl断开，切断传感器稳压电源电路、甲烷浓度数字显示及校 准电路的电源，只要再按动一次启动按钮8又可继续进行测量，延时关机保护电路采用数 字电路实现，从而使蓄电池E有自我保护功能。 当甲烷(CH4)气体经后面板12上的进气孔13流经气敏传感器CGQ1、 CGQ2时，被 加热的气敏传感器CGQ1、 CGQ2的内阻发生变化，产生一个误差信号；该信号的大小与甲烷 的浓度成正比，将此信号送到数字显示屏3，显示甲烷气体的有效浓度。可调电阻W1为设在 箱体1内部电路板上的标准度调节器，可调电阻W2为设在箱体1内部电路板上的灵敏度调 节器，可调电阻W3为设在箱体1的前面板2上的50%校准旋钮6，可调电阻W4为设在箱体 1的前面板2上的零点校准旋钮4。打开测量校准开关5，可以进行测试甲烷(CH4)气体的 有效浓度，合上测量校准开关5，可以进行零点校准和满度校准。 传感器稳压电源电路是根据气敏传感器CGQ1 、 CGQ2的要求提供高精度的3V稳压 电源，确保仪器的测试精度。
权利要求一种便携式沼气甲烷成分测量仪，包括箱体(1)、恒流限压充电电路、欠压保护电路、延时关机保护电路、直流变换器电路和蓄电池(E)，在壳体(1)的前面板(2)上安装有数字显示屏(3)、电源开关(7)、零点校准旋钮(4)、测量校准开关(5)、50％校准旋钮(6)、启动按钮(8)、测量指示灯(11)、充电指示灯(10)和欠压指示灯(9)，在壳体(1)的后面板(12)上设有进气孔(13)、气室孔(15)和气室盖(14)，恒流限压充电电路由变压器(T1)、稳压集成电路(IC1)、可控硅(TL)、电阻(R1--R5)、二极管(D1--D5)、充电指示灯(10)、极性电容(C1)和电容(C2)组成，欠压保护电路由集成电路(IC2-1)、(IC2-2)、电阻(R6-R15)、二极管(D6、D7)、欠压指示灯(9)和极性电容(C3、C4)组成，延时关机保护电路由集成电路(IC3)、三极管(BG1、BG2)、电阻(R16--R21)、二极管(D8、D9)、电容(C5、C6)、启动按钮(8)、继电器线圈(J)和继电器开关(J1)组成，直流变换器电路由变压器(T2)、电阻(R31--R33)、二极管(D10)、稳压二极管(ZW)、三极管(BG3)、极性电容(C10、C11)、电容(C12)、测量指示灯(11)和电感(L)组成，其特征在于还包括传感器稳压电源电路和甲烷浓度数字显示及校准电路，其中传感器稳压电源电路由稳压集成电路(IC4)、电阻(R22--R24)、电容(C7)和极性电容(C8)组成，稳压集成电路(IC4)的输入端2脚接欠压保护电路中的二极管(D6)阳极、延时关机保护电路中的继电器开关(J1)的输出端3脚、电阻(R21)一端、启动按钮(8)一端的公共端，电阻(R21)的另一端接三极管(BG2)的基极，启动按钮(8)的另一端与电源开关(7)串联后接畜电池(E)的正极，稳压集成电路(IC4)的输出端3脚接欠压保护电路中的电阻(R9)和电阻(R13)的公共端，电阻(R9)的另一端接集成电路(IC2-1)的反相输入端2脚，电阻(R13)的另一端接集成电路(IC2-2)的正相输入端5脚，电阻(R22)与电阻(R23)互相并联后串联在稳压集成电路(IC4)的接地端1脚和地之间，电阻(R24)并联在稳压集成电路(IC4)的输出端3脚和稳压集成电路(IC4)的接地端1脚之间，电容(C7)和极性电容(C8)互相并联后串联在稳压集成电路(IC4)的输出端3脚和地之间；甲烷浓度数字显示及校准电路由两个气敏传感器(CGQ1、CGQ2)、电阻(R25--R30)、可调电阻(W1--W4)、测量校准开关(5)、电容(C9)和数字显示屏(3)组成，气敏传感器(CGQ1)的一端接稳压集成电路(IC4)的输出端3脚，气敏传感器(CGQ1)的另一端与气敏传感器(CGQ2)串联后接地，可调电阻(W1)的一端和中间端均接两个气敏传感器(CGQ1、CGQ2)的中间连接端，可调电阻(W1)的另一端与电阻(R25)、测量校准开关(5)依次串联后接地，电阻(R26)的一端接两个气敏传感器(CGQ1、CGQ2)的中间连接端，电阻(R26)的另一端接可调电阻(W2)的一端，可调电阻(W2)的另一端和中间端均接可调电阻(W3)的一端，可调电阻(W3)的另一端和中间端均与电阻(R27)串联后接可调电阻(W4)的中间端，可调电阻(W4)的一端与电阻(R28)串联后接稳压集成电路(IC4)的输出端3脚，可调电阻(W4)的另一端与电阻(R30)串联后接地，电阻(R29)并联在可调电阻(W4)的两端，电容(C9)一端和数字显示屏(3)一端的公共端接两个气敏传感器(CGQ1、CGQ2)的中间连接端，电容(C9)另一端和数字显示屏(3)另一端的公共端接可调电阻(W2)的中间端。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式沼气甲烷成分测量仪，它包括箱体、恒流限压充电电路、欠压保护电路、延时关机保护电路、直流变换器电路和蓄电池，在壳体的前面板上安装有数字显示屏、电源开关、零点校准旋钮、测量校准开关、50％校准旋钮、启动按钮和指示灯，特征是还包括传感器稳压电源电路和甲烷浓度数字显示及校准电路。当甲烷气体经后面板上的进气孔流经传感器时，被加热的传感器内阻发生变化，产生一个误差信号；该信号的大小与甲烷的浓度成正比，将此信号送到数字显示屏，显示甲烷气体的有效浓度，根据需要可进行零点校准和满度校准。本实用新型具有灵敏度高、可靠性高、稳定性好、操作方便、读数直观、携带方便、维修便利的优点。
文档编号G01N27/14GK201477061SQ20092018875
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者万成旺, 刘军, 徐德胜, 李强生, 王玉清, 王英, 钱晓吾, 黄振侠 申请人:钱晓吾