專利名稱：便攜式氣體檢測報警儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于檢測儀器技術領域，涉及一種便攜式氣體檢測報警儀。
背景技術：
市場上各種檢測設備如探水、檢測氣體、粉塵采樣器等電子通訊檢測設備，是煤礦 以及其它地下業區的關鍵設備。確定礦井下各氣體的密度是否正常，早期發現異常，并作出 預防措施，減少人員等各方面的損失，對于煤礦事故的預防，迫切需要一種能夠檢測到煤礦 危險氣體的儀器，特別是甲烷等氣體引起的氧化反應，檢測甲烷、一氧化碳、氧氣、硫化氫成 為檢測技術界非常重視的課題。目前礦井下常用的氣體檢測儀，檢測氣體品種少，檢測到的氣體數據只可能限制 在儀器上，數據采集及處理的功能差，儀器容易受到電磁干擾，準確性不夠；同時簡單的充 電方式造成儀器使用時間短，影響了儀器的工作時長，給儀器的使用帶來了很大的局限性。
發明內容本實用新型的目的是提供一種便攜式氣體檢測報警儀，解決了現有技術中存在的 氣體檢測數量品種少，數據采集及處理的功能差，不能實現數據及時的處理傳輸；電源設置 不合理，儀器使用時間短等問題。本實用新型所采用的技術方案是，一種便攜式氣體檢測報警儀，包括內部電路部 分、穩壓電源及面板部分，所述的面板部分包括傳感器、報警裝置、顯示屏及操作面板；所述 的內部電路部分包括主控電路和穩壓電源，其中主控電路分別與數據存儲電路、氣體檢測 回路、時鐘電路、報警電路、顯示電路及面板部分的操作面板連接；數據存儲電路與串口電 路B連接，時鐘電路與串口電路A連接，報警電路與面板部分的報警裝置連接，氣體檢測回 路與面板部分的傳感器連接；穩壓電源分別與上述所有的用電部件相連接，穩壓電源還設 置有USB自動充電接口。本實用新型的氣體檢測報警儀，其特征還在于所述的報警裝置由蜂鳴器、振動器 及報警燈組成。所述的氣體檢測回路包括對于CO、H2S、02、CH4四種氣體中一種或兩種以上組合的 檢測及放大電路。所述的傳感器包括對于0)、1125、02、014四種氣體中一種或兩種以上組合的傳感器。本實用新型的氣體檢測報警儀，可以同時對多個氣體檢測對象實現數據的處理及 報警顯示，同時采用數據傳輸接口將可檢測儲存數據直接輸入電腦系統，并且采用同一接 口同時實現充電接入功能，自動化程度高，工作使用時間顯著增長，便于及時采取措施。
圖1是本實用新型氣體檢測儀的連接框圖；圖2是本實用新型氣體檢測儀的操作面板的結構示意圖。[0012]圖中，1.主控電路，2.穩壓電源，3.數據儲存電路，4.串口電路B，5.氣體檢測回 路，6.傳感器，7.時鐘電路，8.串口電路A，9.報警電路，10.顯示電路，11.報警裝置，12.操 作面板，14.顯示屏，15.輸入鍵，16.開/關機鍵，17.選擇鍵，18.丨下翻鍵，19.丨上翻鍵。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。本實用新型的便攜式氣體檢測報警儀的結構是，包括內部電路部分、穩壓電源及 面板部分組成。其中的面板部分包括傳感器6、報警裝置11、顯示屏14及操作面板12。參 見圖1，內部電路部分包括主控電路1，主控電路1分別與數據存儲電路3、氣體檢測回路5、 時鐘電路7、報警電路9、顯示電路10及面板部分的操作面板12連接；數據存儲電路3與串 口電路B4連接，時鐘電路7與串口電路A8連接，報警電路9與面板部分的報警裝置11連 接，氣體檢測回路5與用于C0、H2S、02、CH4四種氣體濃度測量的傳感器6連接，同時實現CO、 貼、02、014四種氣體的采集、讀數顯示、數據存儲、數據調取等功能，并在某種氣體濃度超標 時給予聲光電報警。穩壓電源2分別與上述所有的用電部件相連接，提供各用電部件所需 要的穩定的電源供應。主控電路1采用MSP430F149型號的單片機，負責采集CO、H2S、02、CH4四種傳感器 6的輸出信號，當氣體濃度超標時在報警腳輸出高電位、采集時鐘信號送至顯示部分、并負 責與存儲芯片及串口輸出芯片的通信控制等。穩壓電源2中設置有穩壓電路，電池電壓經穩壓器TPS7333穩壓后輸出3. 3V穩壓 電源，提供給檢測儀的各用電部分。由于在甲烷氣體濃度大于5 %時需要切斷甲烷傳感器的 電源，因此設置了一只甲烷傳感器的專用穩壓芯片MCP1700，常態下負責供給甲烷傳感器所 需電源，當氣體濃度大于5%時，由一只三極管將電源短接到地，三極管前端的自恢復保險 自動關斷，從而使甲烷傳感器失電直至關機。此外，TPS7333的復位腳也為主控單片機在上 電瞬間提供復位信號，而其余C0、H2S、02的傳感器與電源采用正常的連接。穩壓電源2還設置有USB制式自動充電接口，可以實現隨時補充電力的作用，使得 穩壓電源2的供電時間顯著延長。數據存儲電路3是由一片1024KB的FLASH存儲器，直接連接至單片機數據通信接 口，存儲內容為標校日期時間、地址位、曾報警的次數及時間、以及每分鐘記錄一次四種氣 體的濃度值等。串口電路B4及串口電路A8均由一片串口芯片及外圍電路組成，串口電路B4和串 口電路A8可通過232串口數據線連接至上位機或電腦，將數據存儲器內的所有數據下載至 上位機或電腦以便查閱，還可以將數據與電腦實現交流處理。氣體檢測回路5包括CO、H2S, 02、CH4四個檢測電路，用于四種氣體的采集電路、信 號放大電路及輸出電路等，將四種氣體傳感器6輸出的模擬信號經濾波、放大后送入單片 機的A/D轉換引腳。時鐘電路7由一片DS1302及其外圍電路組成，其電源引腳直接連接至電池，在儀 器關機時亦可繼續工作以避免因失電引起的當前時鐘丟失。顯示電路10包括一個HT1622顯示芯片、液晶顯示屏組成，用于將單片機計算得出 的數據在液晶屏上顯示出來。[0023]報警裝置11由蜂鳴器、振動器及報警燈組成，實現多功能報警，當儀器檢測到氣 體濃度超標時，單片機的蜂鳴器控制腳、振動控制腳、報警燈控制腳分別輸出高電位，使蜂 鳴器鳴響、儀器振動和報警燈閃爍。如圖2，本實用新型氣體檢測儀面板部分實施例的結構是，包括四組傳感器6、報 警裝置11、顯示屏14及操作面板12，其中的操作面板12設置有輸入鍵15、開/關機鍵16、 選擇鍵17、丨下翻鍵18以及丨上翻鍵19。操作面板12上的上述操作鍵均與主控電路1連 接，將輸入指令輸入到主控電路1中；四組傳感器6分別與C0、H2S、02、CH4氣體檢測儀內部 安裝的氣體檢測回路5連接，由氣體檢測回路5中的各自回路將數據處理后輸入主控電路1 中；顯示屏14與氣體檢測儀內部安裝的顯示電路10連接，用于顯示信息；報警裝置11由蜂 鳴器、振動器及報警燈組成，并與氣體檢測儀內部安裝的報警電路9連接，進行報警提示。根據適用地點的不同，本實用新型的氣體檢測儀也可以只設置C0、CH4、、02、H2S四 個檢測電路中的一個或幾個組合的檢測電路，并設置對應的傳感器，針對性的進行測儀面 板部分的布置，其他模塊組成部分與前述的實施例相同。本實用新型氣體檢測儀的設定操作過程是第1、開/關機及自檢1. 1、開機按壓“開/關機”鍵2s，儀器開機并進入自檢。自檢期間顯示屏內所有 數字及圖標都將顯示2s，蜂鳴器鳴響0. 5s，報警燈點亮0. 5s。如檢測到某個傳感器故障或 未安裝，進入常態顯示后其讀數窗將始終顯示“EPP”字樣；1. 2、關機按壓“開/關機”鍵不松，2s后開始倒計時，每Is蜂鳴器鳴響0. 5s,四
次后關機。1. 3、軟件自檢開機狀態下，系統將不間斷地進行軟件自檢。軟件自檢完畢后單片 機工作指示燈將點亮一次。背光任何情況下短按“電源鍵”即可點亮背光，30s后自動熄滅第2、設定界面在常態顯示下同時按壓“↑” + “↓”鍵2s，即可進入設定界面。設 定界面共5屏，依次是A)第一屏高限報警值設定界面操作流程A1、同時按壓“↑”，+ “↓”鍵，進入第一屏，圖標靜態顯示“HIGH”字樣；A2、按“選擇”鍵，四種氣體中一種閃動顯示；A3、按“↑”鍵數字增加，按“↓”，鍵數字減少(每種值都在0 999間循環)；A4、按壓“輸入”鍵確認，數字不再閃爍，修改完畢；A5、再次按壓“輸入”鍵進入第二屏。B)第二屏低限報警值設定界面操作流程B1、在第一屏連按2次“輸入”后進入第二屏，圖標靜態顯示LOW字樣；B2、按“選擇”鍵，02氣體閃動顯示；B3、按“↑”鍵數字增加，按“↓”鍵數字減少(在0 999間循環)；B4、按壓“輸入”鍵確認，數字不再閃爍，修改完畢；B5、再次按壓“輸入”鍵進入第三屏。C)第三屏TWA報警值設定界面操作流程C1、在第二屏連按2次“輸入”后進入第三屏，圖標靜態顯示TWA字樣；C2、按“選擇”鍵，除02外的其余三種氣體中一種閃動顯示；[0047]C3、按“丨”鍵數字增加，按“丨”鍵數字減少(每種值都在0 999間循環)；C4、按壓“輸入”鍵確認，數字不再閃爍，修改完畢；C5、再次按壓“輸入”鍵進入第四屏。D)第四屏STEL報警值設定界面操作流程D1、在第三屏連按2次“輸入”后進入第四屏，圖標靜態顯示STEL字樣；D2、按“選擇”鍵，除02外的其余三種氣體中一種閃動顯示；D3、按“丨”鍵數字增加，按“丨，，鍵數字減少(每種值都在0 999間循環)；D4、按壓“輸入”鍵確認，數字不再閃爍，修改完畢；D5、再次按壓“輸入”鍵進入第五屏。E)第五屏時間日期設定界面操作流程在第四屏連按2次“輸入”后進入第五屏，除時間日期外其余都不顯示。E1、按“選擇”鍵，依次從時分秒年月日閃動顯示；E2、按“丨”鍵數字增加，按“丨”鍵數字減少；E3、按壓“輸入”鍵確認，數字不再閃爍，修改完畢；E4、再次按壓“輸入”鍵，屏幕返回到常態顯示界面。第3、數據存儲檢測儀對讀取到的氣體濃度數據每30S保存一次。數據記錄內容如下當前日期 年月日當前時間 時分秒當前地址 XX設定報警值I(CO) XX PPm2 (H2S) XX PPm3 (CH4) XX %4 (O2) XX %當前氣體濃度01 (CO) XX PPm02 (H2S) XX PPm03 (CH4) XX %04 (O2) XX %當數據存儲達到存儲器的最大存儲量時，最新數據將自動覆蓋第一條最舊的數 據。第4、標定操作在常態下按壓“丨” + “選擇”鍵2s，即進入儀器標定界面。標定過 程如下F1、按壓“丨” + “選擇”鍵2s進入標定界面，如連續按壓“輸入”鍵兩次，則進入步 驟F9 ；F2、按“選擇”鍵進入修改頁面；F3、再按“選擇”鍵，其中一種氣體閃動；F4、按壓“丨”或“丨，，修改標準氣體值；F5、按壓“輸入”鍵確認；F6、再按壓“選擇”鍵修改其余氣體標準值；[0083]F7、按壓“輸入”鍵確認；F8、再次按壓“輸入”鍵；F9、儀器啟動自動標定；F10、屏幕右上方的“AUT0-ZER0”字樣閃爍，儀器開始自動歸0 ；F11、自動歸0完成，“AUT0-ZER0”字樣不再閃爍，屏幕上方中央的施加標準氣圖標 閃爍；F12、手動施加標氣；F13、儀器檢測到某種氣體濃度達到標準值50 %后，該氣體閃爍，同時 “AUT0-SPAN”字樣閃爍，并開始進行自動標定；F14、濃度未達到50%的氣體，儀器認為未加標準氣，不予標定； F15、“AUT0-SPAN”字樣不再閃爍，燈光、蜂鳴器鳴響3s，標定完成，施加了標氣的氣 體顯示標準氣體值，未施加的顯示三個橫杠“--”；F16、存儲器內增加一條標定記錄信息，內容為標定時間、日期、氣種、標氣值；F17、按“輸入”鍵退出，重新開機。第5、鍵盤鎖定/解鎖連續2分鐘無按鍵操作，蜂鳴器發出Is的短“滴”聲后鍵盤 進入鎖定狀態。鎖定狀態下按壓任何按鍵都將無效。如需解鎖操作，應再次按壓“確認”2s 以上直至蜂鳴器再次發出短“滴”聲為止。第6、CH4超量程保護當CH4濃度超過5%時，檢測儀將進入超量程狀態。這種狀 態下檢測儀將自動切斷CH4傳感器的供電電路并發出連續的“滴”聲示警。要清除這種狀 態，須將檢測儀關機后重新開機。第7、數據轉儲用檢測儀專用轉儲線連接轉儲儀和電腦，在電腦上打開“bossim 檢測儀轉儲軟件”，彈出轉儲對話框。點擊“輸入”鍵即可開始數據傳輸。轉儲完成后，文件 自動保存為.txt格式文件，用通用閱讀器word即可打開。本實用新型氣體檢測儀通過操作面板12進行控制參數的設定，并通過各個氣體 濃度測量的傳感器6實時采集得到模擬數據信號，再通過氣體檢測回路5的各個電路轉換 后將數字信號輸入主控電路1，主控電路1再通過數據存儲電路3、串口電路B4將數據上 傳，同時通過顯示電路10及報警電路9顯示輸出信息及發出報警信號，使得井下人員及時 采取措施安全操作。本實用新型氣體檢測儀通過多個氣體濃度測量的傳感器實時采集得到模擬數據 信號，采用數據傳輸接口將可檢測儲存數據直接輸入電腦系統，并且采用同一接口同時實 現充電接入功能，改善了預防及應對井下事故的能力，具有廣泛的推廣前景和現實意義。
權利要求一種便攜式氣體檢測報警儀，包括內部電路部分、穩壓電源(2)及面板部分，其特征在于所述的面板部分包括傳感器(6)、報警裝置(11)、顯示屏(14)及操作面板(12)；所述的內部電路部分包括主控電路(1)和穩壓電源(2)，其中主控電路(1)分別與數據存儲電路(3)、氣體檢測回路(5)、時鐘電路(7)、報警電路(9)、顯示電路(10)及面板部分的操作面板(12)連接；數據存儲電路(3)與串口電路B(4)連接，時鐘電路(7)與串口電路A(8)連接，報警電路(9)與面板部分的報警裝置(11)連接，氣體檢測回路(5)與面板部分的傳感器(6)連接；穩壓電源(2)分別與上述所有的用電部件相連接，穩壓電源(2)還設置有USB自動充電接口。
2.根據權利要求1所述的氣體檢測報警儀，其特征在于所述的報警裝置(11)由蜂鳴 器、振動器及報警燈組成。
3.根據權利要求1所述的氣體檢測報警儀，其特征在于所述的氣體檢測回路(5)包 括對于CO、H2S、02、CH4四種氣體中一種或兩種以上組合的檢測及放大電路。
4.根據權利要求1所述的氣體檢測報警儀，其特征在于所述的傳感器(6)包括對于 CO、H2S、02、CH4四種氣體中一種或兩種以上組合的傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式氣體檢測報警儀，包括內部電路部分、穩壓電源及面板部分，所述的面板部分包括傳感器、報警裝置、顯示屏及操作面板；所述的內部電路部分包括主控電路和穩壓電源，其中主控電路分別與數據存儲電路、氣體檢測回路、時鐘電路、報警電路、顯示電路及面板部分的操作面板連接；數據存儲電路與串口電路B連接，時鐘電路與串口電路A連接，報警電路與面板部分的報警裝置連接，氣體檢測回路與面板部分的傳感器連接；穩壓電源分別與上述所有的用電部件相連接，穩壓電源還設置有自動充電接口。本實用新型的氣體檢測報警儀可以與電腦實現數據的交流，具有報警顯示及充電接入功能，自動化程度高。
文檔編號G01N27/00GK201562342SQ20092030512
公開日2010年8月25日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者衛國強, 王學立 申請人:西安博深礦用設備技術發展有限公司