專利名稱：高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應用該探頭的檢測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感探頭及應用該探頭的檢測系統。
背景技術：
煤礦熱風爐主要用于礦井冬季的送風、取暖，它是通過煤爐將空氣加熱到80°C以 上由風機送入礦井及巷道，然而，換熱管在燃煤的高溫燃燒過程中極易產生裂縫或爆管，導 致熱風中甲烷氣體含量濃度超標，危及礦井下工作人員生命安全，所以及早發現換熱管的 滲漏，而不致由于甲烷氣體濃度超標而發生爆管和危及礦井下工作人員的生命安全的安全 事故，在熱風口安裝高溫快速檢測甲烷氣體的傳感器具有重要的社會、經濟效益。在工業領域檢測甲烷氣體通常采用常溫工作的甲烷氣體檢測傳感器，其最大的缺 點是不能工作在40°C以上的環境中，不能實現在高溫環境下對甲烷氣體進行檢測。
實用新型內容本實用新型為了解決現有甲烷氣體檢測傳感器無法實現在高溫環境下對甲烷氣 體進行檢測的問題，而提出的高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應用該探頭的檢測系 統。高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，包括耐高溫保護外殼、不銹鋼粉末冶金罩、 檢測氣室基座、檢測氣室通氣孔、擴散氣室殼體、擴散氣室基座和擴散氣室排氣孔；所述耐 高溫保護殼體為一端帶有球形底的空心圓柱體形殼體，耐高溫保護殼體的球形體端均勻設 置有多個進氣孔；擴散氣室基座固定裝設在耐高溫保護殼體的非球形底的一端，所述不銹 鋼粉末冶金罩、檢測氣室基座和擴散氣室殼體均裝設在耐高溫保護殼體的內部；它還包括 檢測組件；所述檢測組件由兩個電極柱、敏感檢測體和一根加熱絲組成；所述檢測組件設 置在不銹鋼粉末冶金罩內部，不銹鋼粉末冶金罩扣裝在檢測氣室基座的上表面上，所述不 銹鋼粉末冶金罩的內部空腔構成檢測氣室；所述兩個電極柱和一根加熱絲構成一組加熱組 件；所述加熱絲貫穿嵌裝在敏感檢測體上，所述加熱絲的兩端分別與一根電極柱的一端相 連，所述兩根電極柱固定裝設在檢測氣室基座的上表面上，所述兩根電極柱的另一端通過 導線分別與電源的正極和負極相連；所述擴散氣室殼體為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室 殼體的一端固定裝設在檢測氣室基座的下表面的邊緣處；擴散氣室殼體的另一端固定裝設 在擴散氣室基座上，所述擴散氣室殼體的內部空腔構成擴散氣室，所述檢測氣室通過設置 在檢測氣室基座上的檢測氣室通氣孔與擴散氣室內部聯通，擴散氣室通過設置在擴散氣室 基座上的擴散氣室排氣孔與外部空氣聯通。應用所述高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，它包括控制模塊、定 時加熱控制電路模塊、裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊、信號采集 模塊和數模轉換輸出模塊；控制模塊的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊的控制信 號輸入端相連，定時加熱控制電路模塊的控制信號輸出端與裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊的控制信號輸入端相連，控制模塊的采樣控制信號輸出端與信號 采集模塊的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊的采樣數據輸入端與裝設有高溫環境 下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊的采樣數據輸出端相連，信號采集模塊的采樣數據 輸出端與控制模塊的采樣數據輸入端相連，控制模塊的數據信號輸出端與數模轉換輸出模 塊的數據信號輸入端相連。本實用新型可以實現在高溫環境下對甲烷氣體進行檢測。它具有結構簡單、檢測 精度高、不受工作環境溫度的限制的優點。本實用新型不僅適用于煤礦熱風爐等高溫工作 環境中檢測甲烷氣體，還可廣泛適用于各種需要實時檢測甲烷氣體的場合。
圖1為高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的結構示意圖； 圖2為圖1中A-A部的剖視圖3為應用所述高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統的模塊結構示意
圖4為定時加熱控制電路模塊M2的電路原理圖； 圖5為控制模塊Ml的電路原理圖； 圖6為信號采集模塊M4的電路原理圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式包括耐高溫保護外 殼1、不銹鋼粉末冶金罩3、檢測氣室基座4、檢測氣室通氣孔5、擴散氣室殼體8、擴散氣室 基座9和擴散氣室排氣孔11 ；所述耐高溫保護殼體1為一端帶有球形底的空心圓柱體形殼 體，耐高溫保護殼體1的球形體端均勻設置有多個進氣孔；擴散氣室基座9固定裝設在耐高 溫保護殼體1的非球形底的一端，所述不銹鋼粉末冶金罩3、檢測氣室基座4和擴散氣室殼 體8均裝設在耐高溫保護殼體1的內部；它還包括檢測組件；所述檢測組件由兩個電極柱 6、敏感檢測體7和一根加熱絲組成；所述檢測組件設置在不銹鋼粉末冶金罩3內部，不銹鋼 粉末冶金罩3扣裝在檢測氣室基座4的上表面上，所述不銹鋼粉末冶金罩3的內部空腔構 成檢測氣室；所述兩個電極柱6和一根加熱絲構成一組加熱組件；所述加熱絲貫穿嵌裝在 敏感檢測體7上，所述加熱絲的兩端分別與一根電極柱6的一端相連，所述兩根電極柱6固 定裝設在檢測氣室基座4的上表面上，所述兩根電極柱6的另一端通過導線分別與電源的 正極和負極相連；所述擴散氣室殼體8為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室殼體8的一端固定 裝設在檢測氣室基座4的下表面的邊緣處；擴散氣室殼體8的另一端固定裝設在擴散氣室 基座9上，所述擴散氣室殼體8的內部空腔構成擴散氣室，所述檢測氣室通過設置在檢測氣 室基座4上的檢測氣室通氣孔5與擴散氣室內部聯通，擴散氣室通過設置在擴散氣室基座 9上的擴散氣室排氣孔11與外部空氣聯通。本實施方式所述不銹鋼粉末冶金罩3 —方面保證了良好的透氣性，另一方面還不 受高速氣流沖擊的影響。
具體實施方式
二 結合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一 不同點在于它還增加了透氣防塵濾網2，所述透氣防塵濾網2套裝在裝設有不銹鋼粉末冶金罩3的檢測氣室基座4的外表面上。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一 或二不同點在于它還增加了排氣扇10，所述排氣扇10通過支架固定裝設在擴散氣室基座9 上，所述排氣扇10位于擴散氣室內部。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或二相同。 增加排氣扇10的目的在于加快高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭內部的空氣流動，使 外部空氣盡快地進入檢測氣室進行檢測，極大地提高了所述傳感探頭的檢測實時性，防止 空氣中的甲烷氣體濃度超限。
具體實施方式
四結合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
三 不同點在于它還增加了導線引線柱12，所述導線引線柱12為一個空心圓柱形導管，導線引 線柱12固定裝設在擴散氣室基座9上，所述導線引線柱12的兩端分別貫穿鑲嵌在檢測氣 室基座4和擴散氣室基座9上，所述每根電極柱6的導線穿過導線引線柱12。其它組成和 連接方式與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一或四不同點在于它還增加了多組 加熱組件。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或四相同。
具體實施方式
六結合圖3說明本實施方式，本實施方式為應用高溫環境下檢測 甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，它包括控制模塊Ml、定時加熱控制電路模塊M2、裝設有 高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3、信號采集模塊M4和數模轉換輸出模 塊M5 ；控制模塊Ml的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸入端相 連，定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸出端與裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的傳 感探頭的檢測模塊M3的控制信號輸入端相連，控制模塊Ml的采樣控制信號輸出端與信號 采集模塊M4的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊M4的采樣數據輸入端與裝設有高 溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3的采樣數據輸出端相連，信號采集模塊 M4的采樣數據輸出端與控制模塊Ml的采樣數據輸入端相連，控制模塊Ml的數據信號輸出 端與數模轉換輸出模塊M5的數據信號輸入端相連。
具體實施方式
七結合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于它還增加了程序校準模塊M6，程序校準模塊M6的校準控制信號輸出端與控制模塊 Ml的校準控制信號輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
五相同。本實施方式的工作原理控制模塊Ml通過控制信號輸出端控制定時加熱控制電路模塊M2進行工作或清 洗，當控制模塊Ml發送工作信號時，定時加熱控制電路模塊M2通過控制端控制裝設有高溫 環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊M3進行甲烷氣體檢測，同時控制模塊Ml向信 號采集模塊M4發送信號采集信號，信號采集模塊M4將裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的 傳感探頭的檢測模塊M3檢測到的信號通過數據端發送給控制模塊M1，控制模塊Ml進行判 斷是否存在超限的甲烷氣體；程序校準模塊M6可以針對控制模塊Ml檢測甲烷氣體濃度的 標準進行設定及校準。
具體實施方式
八結合圖5說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于控制模塊1由第五芯片U5、第六芯片U6、第三三極管Q3至第五三極管Q5、第三十二 電容C32至第四十電容C40、第三十二電阻R32至第四十電阻R40、第四十二電阻R42至第 四十三電阻R43、第四接插件J4、第六接插件J6至第八接插件J8、第一晶振XI、第一發光二極管LED1、第二發光二極管LED2和第一按鈕ANl至第三按鈕AN3組成；第五芯片TO采用 型號為ADUC812的芯片，第六芯片U6采用型號為X2504的芯片；第五芯片U5的管腳Pl. 0/ ADC0/T2與第六接插件J6的一個輸入端相連，第六接插件J6的另一個輸入端與地線相連， 第五芯片U5的管腳PL 1/ADC1/T2EX同時與第五芯片U5的管腳PL 2/ADC2、第五芯片U5的 管腳PL 3/ADC3、第五芯片U5的管腳PI. 4/ADC4、第五芯片U5的管腳PI. 5/ADC5/SS、第五芯 片U5的管腳PL 6/ADC6、第五芯片U5的管腳PL 7/ADC7、第三十九電容C39的一端、第四十 電容C40的一端和地線相連；第四十電容C40的另一端與第五芯片U5的管腳Cref相連， 第三十九電容C39的另一端與第五芯片U5的管腳Vref相連，第五芯片U5的管腳ADCO與 第三十三電阻R33的一端相連，第三十三電阻R33的另一端同時與第三十二電阻R32的一 端和第三十二電容C32的一端相連，第三十二電阻R32的另一端與第七接插件J7的一個輸 入端相連，第三十二電容C32的另一端同時與第七接插件J7的一個輸入端和地線相連，第 五芯片U5的管腳P0. 0/ADC0與第三十六電阻R36的一端相連，第三十六電阻R36的另一端 同時與第三十五電阻R35的一端和第三三極管Q3的基極相連，第三三極管Q3的集電極同 時與第三十四電阻R34的一端和第四接插件J4的一個輸入端相連，第三十四電阻R34的另 一端與電源DVdd相連，第三三極管Q3的發射極同時與第四接插件J4的另一個輸入端、第 三十五電阻R35的另一端、第五芯片TO的管腳P0. 1/AD1、第五芯片TO的管腳P0. 2/AD2、第 五芯片U5的管腳P0. 3/AD3、第五芯片U5的管腳P0. 4/AD4、第五芯片U5的管腳P0. 5/AD5、 第五芯片U5的管腳P0. 6/AD6、第五芯片U5的管腳P0. 7/AD7、第五芯片U5的管腳DGND、第 三十三電容C33的一端和地線相連；第三十三電容C33的另一端同時與第五芯片TO的管腳 DVDD和電源DVdd相連，第五芯片U5的管腳DVDD同時與電源DVdd和第三十四電容C34的 一端相連，第三十四電容C34的另一端同時與第五芯片U5的管腳DGND和地線連接；第五 芯片U5的管腳AVDD同時與第三十七電容C37的一端和電源AVdd相連，第三十七電容C37 的另一端同時與第五芯片U5的管腳AGND和地線相連；第五芯片U5的管腳DGND同時與第 三十八電容C38的一端、第三十九電阻R39的一端、第四十電阻R40的一端和地線相連、第 五芯片U5的管腳DGND通過非門與第五芯片U5的管腳EA相連，第三十八電容C38的另一 端同時與第四十電阻R40的另一端、第五芯片U5的管腳DVDD和電源DVdd相連，第三十九 電阻R39的另一端通過非門與第五芯片U5的管腳PSEN相連，第五芯片U5的管腳XTALl同 時與第一晶振Xl的一端和第三十六電容C36的一端相連，第五芯片TO的管腳XTAL2同時與 第三十五電容C35的一端和第一晶振Xl的另一端相連，第三十五電容C35的另一端同時與 第三十六電容C36的另一端和地線相連；第五芯片U5的管腳P2. 0/A8與第三十八電阻R38 的一端相連，第三十八電阻R38的另一端與第六芯片TO的管腳SO相連，第六芯片U6的管 腳CS通過非門與第五芯片TO的管腳T1/C0NVST/P305相連，第六芯片TO的管腳WP與電源 DVdd相連，第六芯片U6的管腳VSS與地線相連，第六芯片U6的管腳SI與第五芯片U5的 管腳P2. 1/A9相連，第六芯片U6的管腳SCK與第五芯片U5的管腳P2. 2/A10相連，第六芯 片U6的管腳RESET與第三十七電阻R37的一端相連，第三十七電阻R37的另一端同時與第 六芯片U6的管腳VCC和電源DVdd相連，第五芯片U5的管腳P2. 5/Α13、Ρ2· 6/Α14和Ρ2. 7/ Α15分別與第一按鈕ANl的一端、第二按鈕ΑΝ2的一端和第三按鈕ΑΝ3的一端相連，第一按 鈕ANl的另一端同時與第二按鈕ΑΝ2的另一端、第三按鈕ΑΝ3的另一端、第一發光二極管 LEDl的陰極、第二發光二極管LED2的陰極和地線相連，第一發光二極管LEDl的陽極與第五三極管Q5的集電極相連，第五三極管Q5的發射極同時與第四三極管Q4的發射極和電源 DVdd相連，第五三極管Q5的基極與第四十三電阻R43的一端相連，第四十三電阻R43的另 一端與第五芯片U5的管腳P2. 4/A12相連，第二發光二極管LED2的陽極與第四三極管Q4的 集電極相連，第四三極管Q4的基極與第四十二電阻R42的一端相連，第四十二電阻R42的 另一端與第五芯片U5的管腳P2. 3/A11相連；第八接插件J8的兩個輸入端分別與第五芯片 U5的管腳TxD/P3. 1和管腳RxD/P3. 0相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
九結合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于定時加熱控制電路模塊M2由第一芯片U1、第二芯片U2、第三芯片U3、第三十一芯片 U31、第二i^一芯片U21、第二十二芯片U22、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電容Cl、 第二電容C2、第i^一電容C11、第二i^一電容C21、第一電阻Rl至第八電阻R8、第i^一電阻 R11、第二i^一電阻R21、第三i^一電阻R31、第四i^一電阻R41、第五i^一電阻R51、第六i^一 電阻R61、第七十一電阻R71、第八十一電阻R81、第六三極管Q6、第七三極管Q7、第三發光二 極管LED3、第四發光二極管LED4和第一接插件Jl至第四接插件J4組成；第一芯片Ul的 管腳Vin同時與第六電阻R6的一端、第一電容Cl的一端和第一接插件Jl的一個接線端相 連，第一電容Cl的另一端同時與第二芯片U2的陰極、第二芯片U2的參考極、第一接插件Jl 的一個接線端、第三接插件J3的一個接線端和地線相連；第二芯片U2的陽極同時與第八 電阻R8的一端、第三電阻R3的一端、第二電容C2的一端和第一三極管Ql的發射極相連， 第八電阻R8的另一端與第一接插件Jl的一個接線端相連，第三電阻R3的另一端與第二電 阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端同時與第一芯片Ul的管腳ADJ、第二電容C2的另 一端、第四電阻R4的一端和第一電阻Rl的一端相連，第四電阻R4的另一端與第五電阻R5 的一端相連，第五電阻R5的另一端與第一三極管Ql的集電極相連，第一三極管Ql的基極 與第三芯片U3中的第六三極管Q6的發射極相連，第三芯片U3中的第六三極管Q6的集電 極與第六電阻R6的另一端相連；第四接插件J4的一個接線端同時與第七電阻R7的一端 和第七十一電阻R71的一端相連，第七電阻R7的另一端與第三芯片U3中的第三發光二極 管LED3的陽極相連，第三芯片U3中的第三發光二極管LED3的陰極同時與第四接插件J4 的一個接線端、第三十一芯片U31中第四發光二極管LED4的陰極和地線相連，第三十一芯 片U31的第四發光二極管LED4的陽極與第七十一電阻R71的另一端相連；第十一芯片Ull 的管腳Vout同時與第十一電阻Rll的一端和第三接插件J3的一個接線端相連，第十一電 阻Rll的另一端同時與第十一芯片Ull的管腳ADJ、第四十一電阻R41的一端、第二十一電 容C21的一端和第二十一電阻R21的一端相連；第四十一電阻R41的另一端與第五十一電 阻R51的一端相連；第五十一電阻R51的另一端與第二三極管Q2的集電極相連，第二三極 管Q2的發射極同時與第二十一電容C21的另一端、第三十一電阻R31的一端、第二十一芯 片U21的陽極和第八十一電阻R81的一端相連；第三十一電阻R31的另一端與第二十一電 阻R21的另一端相連，第八十一電阻R81的另一端與第二接插件J2的一個接線端相連；第 二三極管Q2的基極與第三十一芯片U31中的第七三極管Q7的發射極相連，第三十一芯片 U31中的第七三極管Q7的集電極與第六十一電阻R61的一端相連，第六十一電阻R61的另 一端與第十一電容Cll的一端相連，第十一電容Cll的另一端同時與第二十一芯片U21的 陰極、第二十一芯片U21的參考極、第二接插件J2的一個接線端、第三接插件J3的一個接 線端和地線相連；第一接插件Jl的出線端和第二接插件J2的出線端分別與+5V電源相連，
10第三接插件J3的出線端即為定時加熱控制電路模塊M2的控制信號輸出端，第四接插件J4 的出線端即為定時加熱控制電路模塊M2控制信號輸入端。其它組成和連接方式與具體實 施方式五相同。
具體實施方式
十結合圖6說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
六不同 點在于信號采集模塊M4由第四芯片U4、第三電容C3至第五電容C5、第九電阻R9、第十電 阻R10、第十二電阻R12、第三接插件J3、第五接插件J5和第六接插件J6組成；第五接插件 J5的兩個接線端分別與+12V電源的兩極相連，第五接插件J5的一個出線端同時與第四芯 片U4的管腳Vin和第三電容C3的一端相連，第五接插件J5的另一個出線端同時與第三電 容C3的另一端、第十電阻RlO的一端、第四電容C4的一端、第十二電阻R12的一端、第五電 容C5的一端和第六接插件J6的一個接線端相連，第十電阻RlO的另一端同時與第四芯片 U4的管腳ADJ、第四電容C4的另一端和第九電阻R9的一端相連，第九電阻R9的另一端同 時與第四芯片U4的管腳Vout、第三接插件J3的接線端和地線相連；第十二電阻R12的另 一端同時與第五電容C5的另一端、第六接插件J6的接線端、第三接插件J3的接線端和地 線相連，第六接插件J6的出線端即為信號采集模塊M4的采樣數據輸出端。其它組成和連 接方式與具體實施方式
五相同。
權利要求1.高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它包括耐高溫保護外殼(1)、不 銹鋼粉末冶金罩( 、檢測氣室基座(4)、檢測氣室通氣孔( 、擴散氣室殼體(8)、擴散氣室 基座(9)和擴散氣室排氣孔(11)；所述耐高溫保護殼體(1)為一端帶有球形底的空心圓柱 體形殼體，耐高溫保護殼體(1)的球形體端均勻設置有多個進氣孔；擴散氣室基座(9)固定 裝設在耐高溫保護殼體(1)的非球形底的一端，所述不銹鋼粉末冶金罩(3)、檢測氣室基座 (4)和擴散氣室殼體(8)均裝設在耐高溫保護殼體(1)的內部；它還包括檢測組件；所述檢 測組件由兩個電極柱(6)、敏感檢測體(7)和一根加熱絲組成；所述檢測組件設置在不銹鋼 粉末冶金罩(3)內部，不銹鋼粉末冶金罩(3)扣裝在檢測氣室基座(4)的上表面上，所述不 銹鋼粉末冶金罩(3)的內部空腔構成檢測氣室；所述兩個電極柱(6)和一根加熱絲構成一 組加熱組件；所述加熱絲貫穿嵌裝在敏感檢測體(7)上，所述加熱絲的兩端分別與一根電 極柱(6)的一端相連，所述兩根電極柱(6)固定裝設在檢測氣室基座(4)的上表面上，所述 兩根電極柱(6)的另一端通過導線分別與電源的正極和負極相連；所述擴散氣室殼體(8) 為一空心圓柱體形殼體，擴散氣室殼體(8)的一端固定裝設在檢測氣室基座的下表面 的邊緣處；擴散氣室殼體(8)的另一端固定裝設在擴散氣室基座(9)上，所述擴散氣室殼體 (8)的內部空腔構成擴散氣室，所述檢測氣室通過設置在檢測氣室基座(4)上的檢測氣室 通氣孔( 與擴散氣室內部聯通，擴散氣室通過設置在擴散氣室基座(9)上的擴散氣室排 氣孔(11)與外部空氣聯通。
2.根據權利要求1所述的高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還包括 透氣防塵濾網O)，所述透氣防塵濾網( 套裝在裝設有不銹鋼粉末冶金罩C3)的檢測氣室 基座的外表面上。
3.根據權利要求1或2所述的高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還 包括排氣扇(10)，所述排氣扇(10)通過支架固定裝設在擴散氣室基座(9)上，所述排氣扇 (10)位于擴散氣室內部。
4.根據權利要求3所述的高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還包括 導線引線柱(12)，所述導線引線柱(12)為一個空心圓柱形導管，導線引線柱(12)固定裝設 在擴散氣室基座(9)上，所述導線引線柱(1 的兩端分別貫穿鑲嵌在檢測氣室基座(4)和 擴散氣室基座(9)上，所述每根電極柱(6)的導線穿過導線引線柱(12)。
5.根據權利要求1或4所述的高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭，其特征在于它還 包括多組加熱組件。
6.應用權利要求1或4所述高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，其特 征在于它包括控制模塊(Ml)、定時加熱控制電路模塊(Μ》、裝設有高溫環境下檢測甲烷氣 體的傳感探頭的檢測模塊(Μ； )、信號采集模塊(M4)和數模轉換輸出模塊(iK)；控制模塊 (Ml)的控制信號輸出端與定時加熱控制電路模塊(Μ》的控制信號輸入端相連，定時加熱 控制電路模塊(M》的控制信號輸出端與裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢 測模塊(Μ； )的控制信號輸入端相連，控制模塊(Ml)的采樣控制信號輸出端與信號采集模 塊(M4)的采樣控制信號輸入端相連，信號采集模塊(M4)的采樣數據輸入端與裝設有高溫 環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊(Μ； )的采樣數據輸出端相連，信號采集模塊 (M4)的采樣數據輸出端與控制模塊(Ml)的采樣數據輸入端相連，控制模塊(Ml)的數據信 號輸出端與數模轉換輸出模塊(MO的數據信號輸入端相連。
7.根據權利要求6所述的應用高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，其特 征在于它還包括程序校準模塊(M6)，程序校準模塊(M6)的校準控制信號輸出端與控制模 塊(Ml)的校準控制信號輸入端相連。
8.根據權利要求6所述的應用高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，其特 征在于控制模塊1由第五芯片⑴5)、第六芯片(TO)、第三三極管至第五三極管(Q5)、 第三十二電容(C3》至第四十電容(C40)、第三十二電阻(R3》至第四十電阻(R40)、第 四十二電阻￠4 至第四十三電阻(R4!3)、第四接插件(J4)、第六接插件(J6)至第八接 插件(J8)、第一晶振(XI)、第一發光二極管(LEDl)、第二發光二極管(LED》和第一按鈕 (ANl)至第三按鈕(AN3)組成；第五芯片(U5)采用型號為ADUC812的芯片，第六芯片(U6) 采用型號為X2504的芯片；第五芯片(U5)的管腳PL 0/ADC0/T2與第六接插件(J6)的一 個輸入端相連，第六接插件(J6)的另一個輸入端與地線相連，第五芯片(TO)的管腳Pl. 1/ ADC1/T2EX同時與第五芯片(U5)的管腳PI. 2/ADC2、第五芯片(U5)的管腳PL 3/ADC3、第 五芯片(U5)的管腳P1.4/ADC4、第五芯片(U5)的管腳PI. 5/ADC5/SS、第五芯片(U5)的管 腳P1.6/ADC6、第五芯片(TO)的管腳P1.7/ADC7、第三十九電容(C39)的一端、第四十電容 (C40)的一端和地線相連；第四十電容(C40)的另一端與第五芯片(TO)的管腳Cref相連， 第三十九電容(C39)的另一端與第五芯片(U5)的管腳Vref相連，第五芯片(U5)的管腳 ADCO與第三十三電阻(R33)的一端相連，第三十三電阻(R33)的另一端同時與第三十二電 阻(R32)的一端和第三十二電容(C32)的一端相連，第三十二電阻(R32)的另一端與第七 接插件(J7)的一個輸入端相連，第三十二電容(C32)的另一端同時與第七接插件(J7)的 一個輸入端和地線相連，第五芯片(U5)的管腳P0.0/ADC0與第三十六電阻(R36)的一端 相連，第三十六電阻(R36)的另一端同時與第三十五電阻(R35)的一端和第三三極管0^3) 的基極相連，第三三極管的集電極同時與第三十四電阻(R34)的一端和第四接插件 (J4)的一個輸入端相連，第三十四電阻(R34)的另一端與電源DVdd相連，第三三極管0^3) 的發射極同時與第四接插件(J4)的另一個輸入端、第三十五電阻(R35)的另一端、第五芯 片(U5)的管腳P0. 1/AD1、第五芯片(U5)的管腳P0. 2/AD2、第五芯片(U5)的管腳P0.3/ AD3、第五芯片(U5)的管腳P0.4/AD4、第五芯片(U5)的管腳P0. 5/AD5、第五芯片(U5)的管 腳P0.6/AD6、第五芯片(U5)的管腳P0. 7/AD7、第五芯片(U5)的管腳DGND、第三十三電容 (C33)的一端和地線相連；第三十三電容(C33)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳DVDD 和電源DVdd相連，第五芯片(U5)的管腳DVDD同時與電源DVdd和第三十四電容(C34)的 一端相連，第三十四電容(C34)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳DGND和地線連接；第 五芯片(U5)的管腳AVDD同時與第三十七電容(C37)的一端和電源AVdd相連，第三十七電 容(C37)的另一端同時與第五芯片(U5)的管腳AGND和地線相連；第五芯片(U5)的管腳 DGND同時與第三十八電容(C38)的一端、第三十九電阻(R39)的一端、第四十電阻(R40)的 一端和地線相連、第五芯片(U5)的管腳DGND通過非門與第五芯片(U5)的管腳EA相連，第 三十八電容(C38)的另一端同時與第四十電阻(R40)的另一端、第五芯片(U5)的管腳DVDD 和電源DVdd相連，第三十九電阻(R39)的另一端通過非門與第五芯片(U5)的管腳PSEN相 連，第五芯片(U5)的管腳XTALl同時與第一晶振(Xl)的一端和第三十六電容(C36)的一端 相連，第五芯片(U5)的管腳XTAL2同時與第三十五電容(C35)的一端和第一晶振(Xl)的 另一端相連，第三十五電容(C35)的另一端同時與第三十六電容(C36)的另一端和地線相連；第五芯片(U5)的管腳P2. 0/A8與第三十八電阻(R38)的一端相連，第三十八電阻(R38) 的另一端與第六芯片(U6)的管腳SO相連，第六芯片(U6)的管腳CS通過非門與第五芯片 (U5)的管腳T1/C0NVST/P305相連，第六芯片(U6)的管腳WP與電源DVdd相連，第六芯片 (U6)的管腳VSS與地線相連，第六芯片(U6)的管腳SI與第五芯片(U5)的管腳P2. 1/A9相 連，第六芯片(U6)的管腳SCK與第五芯片(U5)的管腳P2.2/A10相連，第六芯片(U6)的管 腳RESET與第三十七電阻(R37)的一端相連，第三十七電阻(R37)的另一端同時與第六芯 片(U6)的管腳VCC和電源DVdd相連，第五芯片(U5)的管腳P2. 5/A13、P2.6/A14和P2. 7/ A15分別與第一按鈕(ANl)的一端、第二按鈕(A^)的一端和第三按鈕(ΑΝ； )的一端相連， 第一按鈕(ANl)的另一端同時與第二按鈕(A^)的另一端、第三按鈕(ΑΝ； )的另一端、第一 發光二極管(LEDl)的陰極、第二發光二極管(LED2)的陰極和地線相連，第一發光二極管 (LEDl)的陽極與第五三極管的集電極相連，第五三極管的發射極同時與第四三 極管0H)的發射極和電源DVdd相連，第五三極管0^5)的基極與第四十三電阻(R43)的一 端相連，第四十三電阻(R4!3)的另一端與第五芯片(TO)的管腳P2.4/A12相連，第二發光二 極管(LED》的陽極與第四三極管0H)的集電極相連，第四三極管0H)的基極與第四十二 電阻(R42)的一端相連，第四十二電阻(R42)的另一端與第五芯片(U5)的管腳P2.3/A11 相連；第八接插件(J8)的兩個輸入端分別與第五芯片(TO)的管腳TxD/P3. 1和管腳RxD/ P3. 0相連。
9.根據權利要求6所述的應用高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，其 特征在于定時加熱控制電路模塊(M2)由第一芯片(Ul)、第二芯片(U2)、第三芯片(U3)、第 三十一芯片(U31)、第二十一芯片(U21)、第二十二芯片(U22)、第一三極管(Ql)、第二三極 管(Q2)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第i^一電容(Cll)、第二 i^一電容(C21)、第一電 阻(Rl)至第八電阻(R8)、第i^一電阻(Rll)、第二i^一電阻(R21)、第三i^一電阻(R31)、 第四十一電阻(R41)、第五十一電阻(R51)、第六十一電阻(R61)、第七十一電阻(R71)、第 八十一電阻(R81)、第六三極管(Q6)、第七三極管(Q7)、第三發光二極管(LED3)、第四發光 二極管(LED4)和第一接插件(Jl)至第四接插件(J4)組成；第一芯片(Ul)的管腳Vin同 時與第六電阻(R6)的一端、第一電容(Cl)的一端和第一接插件(Jl)的一個接線端相連， 第一電容(Cl)的另一端同時與第二芯片(U2)的陰極、第二芯片(U2)的參考極、第一接插 件(Jl)的一個接線端、第三接插件(J3)的一個接線端和地線相連；第二芯片(U2)的陽極 同時與第八電阻(R8)的一端、第三電阻(R3)的一端、第二電容(C2)的一端和第一三極管 (Ql)的發射極相連，第八電阻(R8)的另一端與第一接插件(Jl)的一個接線端相連，第三 電阻(R3)的另一端與第二電阻(R2)的一端相連，第二電阻(R2)的另一端同時與第一芯 片(Ul)的管腳ADJ、第二電容(C2)的另一端、第四電阻(R4)的一端和第一電阻(Rl)的一 端相連，第四電阻(R4)的另一端與第五電阻(R5)的一端相連，第五電阻(R5)的另一端與 第一三極管Oil)的集電極相連，第一三極管Oil)的基極與第三芯片(U； )中的第六三極 管0^6)的發射極相連，第三芯片(U3)中的第六三極管0^6)的集電極與第六電阻(R6)的 另一端相連；第四接插件(J4)的一個接線端同時與第七電阻(R7)的一端和第七十一電阻 (R71)的一端相連，第七電阻(R7)的另一端與第三芯片(U3)中的第三發光二極管(LED3) 的陽極相連，第三芯片(U3)中的第三發光二極管(LED3)的陰極同時與第四接插件(J4)的 一個接線端、第三十一芯片(U31)中第四發光二極管(LED4)的陰極和地線相連，第三十一芯片(U31)的第四發光二極管(LED4)的陽極與第七十一電阻(R71)的另一端相連；第十一 芯片(Ull)的管腳Vout同時與第十一電阻(Rll)的一端和第三接插件(J3)的一個接線 端相連，第十一電阻(Rll)的另一端同時與第十一芯片(Ull)的管腳ADJ、第四十一電阻 (R41)的一端、第二十一電容(C21)的一端和第二十一電阻(R21)的一端相連；第四十一電 阻(R41)的另一端與第五十一電阻(R51)的一端相連；第五十一電阻(R51)的另一端與第 二三極管的集電極相連，第二三極管的發射極同時與第二十一電容(C21)的另 一端、第三十一電阻(R31)的一端、第二十一芯片(U21)的陽極和第八十一電阻(R81)的 一端相連；第三十一電阻(R31)的另一端與第二十一電阻(R21)的另一端相連，第八十一 電阻(R81)的另一端與第二接插件(E)的一個接線端相連；第二三極管的基極與第 三十一芯片(U31)中的第七三極管0^7)的發射極相連，第三十一芯片(U31)中的第七三極 管0^7)的集電極與第六十一電阻(R61)的一端相連，第六十一電阻(R61)的另一端與第 十一電容(Cll)的一端相連，第十一電容(Cll)的另一端同時與第二十一芯片(U21)的陰 極、第二十一芯片(U21)的參考極、第二接插件(E)的一個接線端、第三接插件(B)的一 個接線端和地線相連；第一接插件(Jl)的出線端和第二接插件(J2)的出線端分別與+5V 電源相連，第三接插件(B)的出線端即為定時加熱控制電路模塊(M》的控制信號輸出端， 第四接插件(J4)的出線端即為定時加熱控制電路模塊(Μ》控制信號輸入端。
10.根據權利要求6所述的應用高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測系統，其 特征在于信號采集模塊(M4)由第四芯片(U4)、第三電容(C3)至第五電容(C5)、第九電阻 (R9)、第十電阻(RlO)、第十二電阻(R12)、第三接插件(J3)、第五接插件(J5)和第六接插件 (J6)組成；第五接插件(歷)的兩個接線端分別與+12V電源的兩極相連，第五接插件(J5) 的一個出線端同時與第四芯片(U4)的管腳Vin和第三電容(C3)的一端相連，第五接插件 (J5)的另一個出線端同時與第三電容(C3)的另一端、第十電阻(RlO)的一端、第四電容 (C4)的一端、第十二電阻(R12)的一端、第五電容(( )的一端和第六接插件(J6)的一個 接線端相連，第十電阻(RlO)的另一端同時與第四芯片(U4)的管腳ADJ、第四電容(C4)的 另一端和第九電阻(R9)的一端相連，第九電阻(R9)的另一端同時與第四芯片(U4)的管腳 Vout、第三接插件(J3)的接線端和地線相連；第十二電阻(R12)的另一端同時與第五電容 (C5)的另一端、第六接插件(J6)的接線端、第三接插件(J3)的接線端和地線相連，第六接 插件(J6)的出線端即為信號采集模塊(M4)的采樣數據輸出端。
專利摘要高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭及應用該探頭的檢測系統，它涉及一種檢測甲烷氣體的傳感探頭及檢測系統。它為解決現有甲烷氣體傳感器無法實現在高溫環境下對甲烷氣體進行檢測的問題而提出。檢測組件設置在不銹鋼粉末冶金罩內部，兩根加熱絲交叉貫穿嵌裝在敏感檢測體上，所述兩根加熱絲的每端分別與每根電極柱的一端相連，四根電極柱固定裝設在檢測氣室基座的上表面上；檢測系統由控制模塊、定時加熱控制電路模塊、裝設有高溫環境下檢測甲烷氣體的傳感探頭的檢測模塊，信號采集模塊和數模轉換輸出模塊組成。它可在高溫環境下對甲烷氣體進行檢測。適用于各種需要檢測甲烷氣體的場合。
文檔編號G01N27/00GK201867386SQ20102055073
公開日2011年6月15日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者權正民 申請人:哈爾濱鴻翼科技發展有限公司