专利名称：便携式气体检测报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测仪器技术领域，涉及一种便携式气体检测报警仪。
背景技术：
市场上各种检测设备如探水、检测气体、粉尘采样器等电子通讯检测设备，是煤矿 以及其它地下业区的关键设备。确定矿井下各气体的密度是否正常，早期发现异常，并作出 预防措施，减少人员等各方面的损失，对于煤矿事故的预防，迫切需要一种能够检测到煤矿 危险气体的仪器，特别是甲烷等气体引起的氧化反应，检测甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢成 为检测技术界非常重视的课题。目前矿井下常用的气体检测仪，检测气体品种少，检测到的气体数据只可能限制 在仪器上，数据采集及处理的功能差，仪器容易受到电磁干扰，准确性不够；同时简单的充 电方式造成仪器使用时间短，影响了仪器的工作时长，给仪器的使用带来了很大的局限性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种便携式气体检测报警仪，解决了现有技术中存在的 气体检测数量品种少，数据采集及处理的功能差，不能实现数据及时的处理传输；电源设置 不合理，仪器使用时间短等问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种便携式气体检测报警仪，包括内部电路部 分、稳压电源及面板部分，所述的面板部分包括传感器、报警装置、显示屏及操作面板；所述 的内部电路部分包括主控电路和稳压电源，其中主控电路分别与数据存储电路、气体检测 回路、时钟电路、报警电路、显示电路及面板部分的操作面板连接；数据存储电路与串口电 路B连接，时钟电路与串口电路A连接，报警电路与面板部分的报警装置连接，气体检测回 路与面板部分的传感器连接；稳压电源分别与上述所有的用电部件相连接，稳压电源还设 置有USB自动充电接口。本实用新型的气体检测报警仪，其特征还在于所述的报警装置由蜂鸣器、振动器 及报警灯组成。所述的气体检测回路包括对于CO、H2S、02、CH4四种气体中一种或两种以上组合的 检测及放大电路。所述的传感器包括对于0)、1125、02、014四种气体中一种或两种以上组合的传感器。本实用新型的气体检测报警仪，可以同时对多个气体检测对象实现数据的处理及 报警显示，同时采用数据传输接口将可检测储存数据直接输入电脑系统，并且采用同一接 口同时实现充电接入功能，自动化程度高，工作使用时间显著增长，便于及时采取措施。
图1是本实用新型气体检测仪的连接框图；图2是本实用新型气体检测仪的操作面板的结构示意图。[0012]图中，1.主控电路，2.稳压电源，3.数据储存电路，4.串口电路B，5.气体检测回 路，6.传感器，7.时钟电路，8.串口电路A，9.报警电路，10.显示电路，11.报警装置，12.操 作面板，14.显示屏，15.输入键，16.开/关机键，17.选择键，18.丨下翻键，19.丨上翻键。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型的便携式气体检测报警仪的结构是，包括内部电路部分、稳压电源及 面板部分组成。其中的面板部分包括传感器6、报警装置11、显示屏14及操作面板12。参 见图1，内部电路部分包括主控电路1，主控电路1分别与数据存储电路3、气体检测回路5、 时钟电路7、报警电路9、显示电路10及面板部分的操作面板12连接；数据存储电路3与串 口电路B4连接，时钟电路7与串口电路A8连接，报警电路9与面板部分的报警装置11连 接，气体检测回路5与用于C0、H2S、02、CH4四种气体浓度测量的传感器6连接，同时实现CO、 貼、02、014四种气体的采集、读数显示、数据存储、数据调取等功能，并在某种气体浓度超标 时给予声光电报警。稳压电源2分别与上述所有的用电部件相连接，提供各用电部件所需 要的稳定的电源供应。主控电路1采用MSP430F149型号的单片机，负责采集CO、H2S、02、CH4四种传感器 6的输出信号，当气体浓度超标时在报警脚输出高电位、采集时钟信号送至显示部分、并负 责与存储芯片及串口输出芯片的通信控制等。稳压电源2中设置有稳压电路，电池电压经稳压器TPS7333稳压后输出3. 3V稳压 电源，提供给检测仪的各用电部分。由于在甲烷气体浓度大于5 %时需要切断甲烷传感器的 电源，因此设置了一只甲烷传感器的专用稳压芯片MCP1700，常态下负责供给甲烷传感器所 需电源，当气体浓度大于5%时，由一只三极管将电源短接到地，三极管前端的自恢复保险 自动关断，从而使甲烷传感器失电直至关机。此外，TPS7333的复位脚也为主控单片机在上 电瞬间提供复位信号，而其余C0、H2S、02的传感器与电源采用正常的连接。稳压电源2还设置有USB制式自动充电接口，可以实现随时补充电力的作用，使得 稳压电源2的供电时间显著延长。数据存储电路3是由一片1024KB的FLASH存储器，直接连接至单片机数据通信接 口，存储内容为标校日期时间、地址位、曾报警的次数及时间、以及每分钟记录一次四种气 体的浓度值等。串口电路B4及串口电路A8均由一片串口芯片及外围电路组成，串口电路B4和串 口电路A8可通过232串口数据线连接至上位机或电脑，将数据存储器内的所有数据下载至 上位机或电脑以便查阅，还可以将数据与电脑实现交流处理。气体检测回路5包括CO、H2S, 02、CH4四个检测电路，用于四种气体的采集电路、信 号放大电路及输出电路等，将四种气体传感器6输出的模拟信号经滤波、放大后送入单片 机的A/D转换引脚。时钟电路7由一片DS1302及其外围电路组成，其电源引脚直接连接至电池，在仪 器关机时亦可继续工作以避免因失电引起的当前时钟丢失。显示电路10包括一个HT1622显示芯片、液晶显示屏组成，用于将单片机计算得出 的数据在液晶屏上显示出来。[0023]报警装置11由蜂鸣器、振动器及报警灯组成，实现多功能报警，当仪器检测到气 体浓度超标时，单片机的蜂鸣器控制脚、振动控制脚、报警灯控制脚分别输出高电位，使蜂 鸣器鸣响、仪器振动和报警灯闪烁。如图2，本实用新型气体检测仪面板部分实施例的结构是，包括四组传感器6、报 警装置11、显示屏14及操作面板12，其中的操作面板12设置有输入键15、开/关机键16、 选择键17、丨下翻键18以及丨上翻键19。操作面板12上的上述操作键均与主控电路1连 接，将输入指令输入到主控电路1中；四组传感器6分别与C0、H2S、02、CH4气体检测仪内部 安装的气体检测回路5连接，由气体检测回路5中的各自回路将数据处理后输入主控电路1 中；显示屏14与气体检测仪内部安装的显示电路10连接，用于显示信息；报警装置11由蜂 鸣器、振动器及报警灯组成，并与气体检测仪内部安装的报警电路9连接，进行报警提示。根据适用地点的不同，本实用新型的气体检测仪也可以只设置C0、CH4、、02、H2S四 个检测电路中的一个或几个组合的检测电路，并设置对应的传感器，针对性的进行测仪面 板部分的布置，其他模块组成部分与前述的实施例相同。本实用新型气体检测仪的设定操作过程是第1、开/关机及自检1. 1、开机按压“开/关机”键2s，仪器开机并进入自检。自检期间显示屏内所有 数字及图标都将显示2s，蜂鸣器鸣响0. 5s，报警灯点亮0. 5s。如检测到某个传感器故障或 未安装，进入常态显示后其读数窗将始终显示“EPP”字样；1. 2、关机按压“开/关机”键不松，2s后开始倒计时，每Is蜂鸣器鸣响0. 5s,四
次后关机。1. 3、软件自检开机状态下，系统将不间断地进行软件自检。软件自检完毕后单片 机工作指示灯将点亮一次。背光任何情况下短按“电源键”即可点亮背光，30s后自动熄灭第2、设定界面在常态显示下同时按压“↑” + “↓”键2s，即可进入设定界面。设 定界面共5屏，依次是A)第一屏高限报警值设定界面操作流程A1、同时按压“↑”，+ “↓”键，进入第一屏，图标静态显示“HIGH”字样；A2、按“选择”键，四种气体中一种闪动显示；A3、按“↑”键数字增加，按“↓”，键数字减少(每种值都在0 999间循环)；A4、按压“输入”键确认，数字不再闪烁，修改完毕；A5、再次按压“输入”键进入第二屏。B)第二屏低限报警值设定界面操作流程B1、在第一屏连按2次“输入”后进入第二屏，图标静态显示LOW字样；B2、按“选择”键，02气体闪动显示；B3、按“↑”键数字增加，按“↓”键数字减少(在0 999间循环)；B4、按压“输入”键确认，数字不再闪烁，修改完毕；B5、再次按压“输入”键进入第三屏。C)第三屏TWA报警值设定界面操作流程C1、在第二屏连按2次“输入”后进入第三屏，图标静态显示TWA字样；C2、按“选择”键，除02外的其余三种气体中一种闪动显示；[0047]C3、按“丨”键数字增加，按“丨”键数字减少(每种值都在0 999间循环)；C4、按压“输入”键确认，数字不再闪烁，修改完毕；C5、再次按压“输入”键进入第四屏。D)第四屏STEL报警值设定界面操作流程D1、在第三屏连按2次“输入”后进入第四屏，图标静态显示STEL字样；D2、按“选择”键，除02外的其余三种气体中一种闪动显示；D3、按“丨”键数字增加，按“丨，，键数字减少(每种值都在0 999间循环)；D4、按压“输入”键确认，数字不再闪烁，修改完毕；D5、再次按压“输入”键进入第五屏。E)第五屏时间日期设定界面操作流程在第四屏连按2次“输入”后进入第五屏，除时间日期外其余都不显示。E1、按“选择”键，依次从时分秒年月日闪动显示；E2、按“丨”键数字增加，按“丨”键数字减少；E3、按压“输入”键确认，数字不再闪烁，修改完毕；E4、再次按压“输入”键，屏幕返回到常态显示界面。第3、数据存储检测仪对读取到的气体浓度数据每30S保存一次。数据记录内容如下当前日期 年月日当前时间 时分秒当前地址 XX设定报警值I(CO) XX PPm2 (H2S) XX PPm3 (CH4) XX %4 (O2) XX %当前气体浓度01 (CO) XX PPm02 (H2S) XX PPm03 (CH4) XX %04 (O2) XX %当数据存储达到存储器的最大存储量时，最新数据将自动覆盖第一条最旧的数 据。第4、标定操作在常态下按压“丨” + “选择”键2s，即进入仪器标定界面。标定过 程如下F1、按压“丨” + “选择”键2s进入标定界面，如连续按压“输入”键两次，则进入步 骤F9 ；F2、按“选择”键进入修改页面；F3、再按“选择”键，其中一种气体闪动；F4、按压“丨”或“丨，，修改标准气体值；F5、按压“输入”键确认；F6、再按压“选择”键修改其余气体标准值；[0083]F7、按压“输入”键确认；F8、再次按压“输入”键；F9、仪器启动自动标定；F10、屏幕右上方的“AUT0-ZER0”字样闪烁，仪器开始自动归0 ；F11、自动归0完成，“AUT0-ZER0”字样不再闪烁，屏幕上方中央的施加标准气图标 闪烁；F12、手动施加标气；F13、仪器检测到某种气体浓度达到标准值50 %后，该气体闪烁，同时 “AUT0-SPAN”字样闪烁，并开始进行自动标定；F14、浓度未达到50%的气体，仪器认为未加标准气，不予标定； F15、“AUT0-SPAN”字样不再闪烁，灯光、蜂鸣器鸣响3s，标定完成，施加了标气的气 体显示标准气体值，未施加的显示三个横杠“--”；F16、存储器内增加一条标定记录信息，内容为标定时间、日期、气种、标气值；F17、按“输入”键退出，重新开机。第5、键盘锁定/解锁连续2分钟无按键操作，蜂鸣器发出Is的短“滴”声后键盘 进入锁定状态。锁定状态下按压任何按键都将无效。如需解锁操作，应再次按压“确认”2s 以上直至蜂鸣器再次发出短“滴”声为止。第6、CH4超量程保护当CH4浓度超过5%时，检测仪将进入超量程状态。这种状 态下检测仪将自动切断CH4传感器的供电电路并发出连续的“滴”声示警。要清除这种状 态，须将检测仪关机后重新开机。第7、数据转储用检测仪专用转储线连接转储仪和电脑，在电脑上打开“bossim 检测仪转储软件”，弹出转储对话框。点击“输入”键即可开始数据传输。转储完成后，文件 自动保存为.txt格式文件，用通用阅读器word即可打开。本实用新型气体检测仪通过操作面板12进行控制参数的设定，并通过各个气体 浓度测量的传感器6实时采集得到模拟数据信号，再通过气体检测回路5的各个电路转换 后将数字信号输入主控电路1，主控电路1再通过数据存储电路3、串口电路B4将数据上 传，同时通过显示电路10及报警电路9显示输出信息及发出报警信号，使得井下人员及时 采取措施安全操作。本实用新型气体检测仪通过多个气体浓度测量的传感器实时采集得到模拟数据 信号，采用数据传输接口将可检测储存数据直接输入电脑系统，并且采用同一接口同时实 现充电接入功能，改善了预防及应对井下事故的能力，具有广泛的推广前景和现实意义。
权利要求一种便携式气体检测报警仪，包括内部电路部分、稳压电源(2)及面板部分，其特征在于所述的面板部分包括传感器(6)、报警装置(11)、显示屏(14)及操作面板(12)；所述的内部电路部分包括主控电路(1)和稳压电源(2)，其中主控电路(1)分别与数据存储电路(3)、气体检测回路(5)、时钟电路(7)、报警电路(9)、显示电路(10)及面板部分的操作面板(12)连接；数据存储电路(3)与串口电路B(4)连接，时钟电路(7)与串口电路A(8)连接，报警电路(9)与面板部分的报警装置(11)连接，气体检测回路(5)与面板部分的传感器(6)连接；稳压电源(2)分别与上述所有的用电部件相连接，稳压电源(2)还设置有USB自动充电接口。
2.根据权利要求1所述的气体检测报警仪，其特征在于所述的报警装置(11)由蜂鸣 器、振动器及报警灯组成。
3.根据权利要求1所述的气体检测报警仪，其特征在于所述的气体检测回路(5)包 括对于CO、H2S、02、CH4四种气体中一种或两种以上组合的检测及放大电路。
4.根据权利要求1所述的气体检测报警仪，其特征在于所述的传感器(6)包括对于 CO、H2S、02、CH4四种气体中一种或两种以上组合的传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式气体检测报警仪，包括内部电路部分、稳压电源及面板部分，所述的面板部分包括传感器、报警装置、显示屏及操作面板；所述的内部电路部分包括主控电路和稳压电源，其中主控电路分别与数据存储电路、气体检测回路、时钟电路、报警电路、显示电路及面板部分的操作面板连接；数据存储电路与串口电路B连接，时钟电路与串口电路A连接，报警电路与面板部分的报警装置连接，气体检测回路与面板部分的传感器连接；稳压电源分别与上述所有的用电部件相连接，稳压电源还设置有自动充电接口。本实用新型的气体检测报警仪可以与电脑实现数据的交流，具有报警显示及充电接入功能，自动化程度高。
文档编号G01N27/00GK201562342SQ20092030512
公开日2010年8月25日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者卫国强, 王学立 申请人:西安博深矿用设备技术发展有限公司