一种无显示可燃气体探测器的制作方法

本实用新型涉及可燃气体探测技术领域，尤其是一种无显示可燃气体探测器。

背景技术：

可燃气体探测器用于可能存在可燃气体泄漏的危险场合，用于检测泄漏气体的浓度，对于预防爆炸、燃烧等危险事件的发生具有很重要的作用。

很多中小企业在配置可燃气体探测器的时候，对成本比较敏感，所以低成本的可燃气体探测器具有很广泛的市场。目前市场上的低成本可燃气体探测器由于传感器的差异导致输入零点偏差很大，且只有单输出零点调节电路，因此虽然输出零点可以调节到位，但是损失了增益调节量，导致不同探测器的增益差异很大，探测灵敏度的一致性很差，同时继电器在报警点附近频繁跳动，如何解决这些问题，从而提高低成本可燃气体探测器的实用性和可靠性具有非常现实的意义。

技术实现要素：

为解决目前市场上的低成本可燃气体探测器普遍存在的灵敏度一致性差和报警继电器跳动的缺点，本实用新型提供一种无显示可燃气体探测器。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种无显示可燃气体探测器，它包括传感器、放大电路、输出零点调节、4-20ma转换电路、驱动电路、继电器、电桥调零、跟随器和与参考电压相连的迟滞比较器，传感器、输出零点调节和电桥调零分别与放大电路相连，放大电路与4-20ma转换电路和跟随器相连，跟随器与迟滞比较器相连，迟滞比较器与驱动电路相连，驱动电路与继电器相连，通过调节电桥调零中的电位器w3，使在无气体泄漏时电桥输出电压为0v，经跟随器后的输出电压等于经放大电路后的输入电压，再经迟滞比较器输出稳定的电压值。

进一步地，电桥调零是由标准插接件j3、电阻r13、电位器w3和电阻r25构成的电桥电路。

进一步地，跟随器是由运算放大器u2a构成的电路。

进一步地，迟滞比较器是由电阻r1、电阻r2、电容c1、电阻r6、电阻r7和运算放大器u2b构成的电路，电阻r1和电阻r2对+12v电压进行分压，输出参考电压到运算放大器u2b的负输入端，该电路的回差电压值等于输出满幅值电压*电阻r6/电阻r7。

有益效果：

1.本实用新型采用双零位调节，增加了输入的电桥调零，解决了传感器差异引起的输入信号导致的零位电压差异，使探测器的输入零位保持一致，增益的一致性得到保证，从而避免了灵敏度调节的差异，保证了探测灵敏度一致性，保证了探测器的足够高的检测灵敏度，从而保证能够正确检测气体泄漏。

2.本实用新型增加了迟滞比较器，解决了继电器频繁跳动的问题，从而保证继电器的使用寿命，也避免了继电器频繁跳动引起的测量误差，从而保证了检测的正确性，同时增加了跟随器，隔离了迟滞比较器对放大电路输出的影响。

附图说明

图1是本实用新型无显示可燃气体探测器的结构框图；

图2是本实用新型电桥调零及放大电路的电路图；

图3是本实用新型跟随器及迟滞比较器的电路图；

图4是本实用新型4-20ma转换电路的电路图；

图5是本实用新型驱动电路及继电器的电路图；

图6是本实用新型电源的电路图；

图中：1-传感器、2-放大电路、3-输出零点调节、4-4-20ma转换电路、5-驱动电路、6-继电器、7-电桥调零、8-跟随器、9-迟滞比较器、10-参考电压。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型提供一种无显示可燃气体探测器，如图1所示，它包括传感器1、放大电路2、输出零点调节3、4-20ma转换电路4、驱动电路5、继电器6、电桥调零7、跟随器8和与参考电压10相连的迟滞比较器9，传感器1、输出零点调节3和电桥调零7分别与放大电路2相连，放大电路2与4-20ma转换电路4和跟随器8相连，跟随器8与迟滞比较器9相连，迟滞比较器9与驱动电路5相连，驱动电路5与继电器6相连。其中，传感器1采用日本nemoto催化燃烧式气体传感器nap-55a。

如图2所示，电桥调零7及放大电路2包括标准插接件j3、电阻r13、电位器w3、电阻r25、电位器w1、电阻r17、运算放大器u4a、电阻r15、电阻r20、运算放大器u4b、电阻r14、电阻r21、电阻r23、电阻r24、电阻r11、运算放大器u5a、电位器w2、电阻r27、+2.5v电压和+12v电压，标准插接件j3的1脚与电阻r25的一端相连并接地，标准插接件j3的2脚与运算放大器u4b的正输入端(5脚)相连，标准插接件j3的3脚与电阻r13的一端相连并接+2.5v电压，电阻r13的另一端与电位器w3的一端相连，电位器w3的另一端与电阻r25的另一端相连，电位器w3的可变接点与运算放大器u4a的负输入端(3脚)相连，运算放大器u4a的正输入端(2脚)与电阻r17的一端以及电阻r15的一端相连，电阻r17的另一端与电位器w1的一端及可变接点相连，电位器w1的另一端与电阻r20的一端以及运算放大器u4b的负输入端(6脚)相连，电阻r15的另一端与运算放大器u4a的输出端(1脚)以及电阻r14的一端相连，电阻r14的另一端与电阻r11的一端以及运算放大器u5a的负输入端(2脚)相连，电阻r11的另一端与运算放大器u5a的输出端(1脚)以及4-20ma转换电路4的电阻r18的一端相连，电阻r20的另一端与运算放大器u4b的输出端(7脚)以及电阻r21的一端相连，运算放大器u4b的正电源端(8脚)接+12v电压，运算放大器u4b的负电源端(4脚)接地，电阻r21的另一端与电阻r23的一端、电阻r24的一端以及运算放大器u5a的正输入端(3脚)相连，电阻r23的另一端与电位器w2的可变接点相连，电位器w2的一端接地，电位器w2的另一端与电阻r27的一端相连，电阻r27的另一端接+12v电压，电阻r24的另一端接地。

如图2所示，标准插接件j3连接传感器1，并与电阻r13、电位器w3和电阻r25构成电桥电路(电桥调零7)，通过调节电位器w3，可使在无气体泄漏时电桥输出电压为0v。电桥电路输出信号经过运算放大器u4a、运算放大器u4b、运算放大器u5a及负载电阻等构成的放大电路2放大后输出。电位器w1用于调节放大电路2的放大倍数。当无气体泄漏时，调节电位器w2，使运算放大器u5a输出电压为400mv，对应输出4ma电流。当输入标准浓度的气体时，调节电位器w1，使输出电压为对应浓度的输出电压。

如图3所示，跟随器8及迟滞比较器9包括运算放大器u2a、电阻r6、电阻r7、电阻r1、电阻r2、电容c1、运算放大器u2b和+12v电压，运算放大器u2a的正输入端(3脚)与4-20ma转换电路4的kg相连，运算放大器u2a的负输入端(2脚)与运算放大器u2a的输出端以及电阻r6的一端相连，电阻r6的另一端与电阻r7的一端以及运算放大器u2b的正输入端(5脚)相连，运算放大器u2b的负输入端(6脚)与电阻r1的一端、电容c1的一端以及电阻r2的一端相连，电阻r1的另一端接+12v电压，电容c1的另一端与电阻r2的另一端相连并接地，运算放大器u2b的正电源端(8脚)接+12v电压，运算放大器u2b的负电源端(4脚)接地，电阻r7的另一端与运算放大器u2b的输出端(7脚)相连并接继电器6的jdq1。

如图3所示，kg为经过放大以后的输出信号，其大小和检测到的气体浓度成正比。运算放大器u2a组成跟随器8，输出电压等于kg。电阻r1和电阻r2对+12v电压进行分压，输出参考电压到运算放大器u2b的负输入端。运算放大器u2b及负载电阻等构成迟滞比较器9，回差电压值等于输出满幅值电压(假设为12v)*r6/r7≈61mv。

如图4所示，4-20ma转换电路4包括电阻r9、电阻r10、+24v电压、+12v电压、电阻r12、三极管t1、电阻r16、运算放大器u5b、电阻r19、电容c11、电阻r18、电阻r26、电阻r22和二极管d4，电阻r9的一端接地，电阻r9的另一端与运算放大器u5b的负输入端(6脚)以及电阻r10的一端相连，电阻r10的另一端与电阻r12的一端、三极管t1的集电极以及电阻r22的一端相连并接+24v电压，电阻r12的另一端与三极管t1的发射极相连，三极管t1的基极与电阻r16的一端相连，电阻r16的另一端与运算放大器u5b的输出端(7脚)相连，电阻r22的另一端与电阻r26的一端以及二极管d4的正极相连，二极管d4的负极作为4-20ma电流的输出端与电源相连，电阻r26的另一端与电阻r19的一端以及运算放大器u5b的正输入端(5脚)相连，电阻r19的另一端与电阻r18的另一端以及电容c11的一端相连，该节点为kg，电容c11的另一端与运算放大器u5b的负电源端(4脚)相连并接地，运算放大器u5b的正电源端(8脚)接+12v电压。

如图4所示，kg为经过放大以后的输出信号，该信号作为4-20ma转换电路4的输入信号。以运算放大器u5b和三级管t1构成电流负反馈放大电路，输入信号和取样电阻r22上的电压进行比较，差值电压经过放大后驱动三级管t1。当输入信号kg大于取样电阻r22上的电压时，运算放大器u5b输出电压增加，从而使三级管t1输出电流增加，导致取样电阻r22上电压增加；当输入信号kg小于取样电阻r22上的电压时，运算放大器u5b输出电压减小，从而使三级管t1输出电流减小，导致取样电阻r22上电压减小；经过这样的负反馈过程，使输入信号kg和取样电阻r22上的电压相等，从而保证输出电流＝kg/r22。由于r22＝100ω，所以4-20ma输出电流对应400mv-2v的输入电压。

如图5所示，驱动电路5及继电器6包括跳线jp1、+24v电压、电容c9、标准插接件j2、电容c7、二极管d3、电阻r8、三级管q1和继电器，跳线jp1的1脚接+24v电压，跳线jp1的4脚接地，跳线jp1的2脚(dy)与电容c9的一端以及继电器的6脚相连，跳线jp1的3脚(dy2)与标准插接件j2的1脚相连，电容c9的另一端(dy1)与标准插接件j2的2脚以及继电器的4脚相连，继电器的4脚与1脚相连，继电器的1脚(jdq1)与电阻r8的一端相连，电阻r8的另一端与三极管q1的基极(1脚)相连，三极管q1的集电极(2脚)接地，三极管q1的发射极(3脚)与继电器的5脚、二极管d3的正极以及电容c7的一端相连，二极管d3的负极与电容c7的另一端以及继电器的2脚相连并接+24v电压。

如图5所示，选择无源输出时，跳线jp1的1，2短路，选择有源输出时，跳线jp1的1，3短路，2，4短路。

如图6所示，电源包括标准插接件j1、二极管d1、+24v电压、电容c6、电容c5、降压型dc-dc芯片u1、电阻r3、电容c2、电阻r4、电阻r5、电感l1、二极管d2、电容c4、电容c3、+2.5v电压、三端稳压器u3、电容c10、+12v电压、电容c8、电阻r28和发光二极管d5(红色)，标准插接件j1的1脚与电容c6的负极、电容c5的一端、降压型dc-dc芯片u1的4-8脚、二极管d2的正极、电容c4的负极以及电容c3的一端相连并接地，标准插接件j1的2脚与4-20ma转换电路4的4-20ma电流的输出端相连，标准插接件j1的3脚与二极管d1的正极相连，二极管d1的负极与电容c6的正极、电容c5的另一端以及降压型dc-dc芯片u1的1脚相连并接+24v电压，降压型dc-dc芯片u1的3脚与电阻r3的一端、电容c2的一端以及电阻r4的一端相连，电阻r3的另一端接地，电容c2的另一端与电阻r5的一端、电感l1的一端、电容c4的正极以及电容c3的另一端相连并接+2.5v电压，电阻r4的另一端与电阻r5的另一端相连，二极管d2的负极与降压型dc-dc芯片u1的2脚以及电感l1的另一端相连；三端稳压器u3的1脚接+24v电压，三端稳压器u3的2脚与电容c10的负极以及电容c8的一端相连并接地，三端稳压器u3的3脚与电容c10的正极以及电容c8的另一端相连并接+12v电压；电阻r28的一端接+12v电压，电阻r28的另一端与发光二极管d5的正极相连，发光二极管d5的负极接地。

对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。