專利名稱：礦井有害氣體檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井用安全性檢測裝置，具體地說是涉及一種礦井有害氣體檢測裝置。
背景技術：
工業的發展需要大量的能源，大量的能源來自對地下煤的開采，在煤的開采過程中常常出現較高濃度的瓦斯，也因此而經常發生瓦斯爆炸，給國家和個人造成較大的經濟損失。瓦斯爆炸從其本質來說，就是一定濃度的甲烷和空氣中度作用下產生的激烈氧化反應。瓦斯爆炸的條件是具備一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5 % 16 %。當瓦斯濃度低于5 %時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層；當瓦斯濃度為9.5 %時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯濃度在16 %以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O 口和中斷系統、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統，在工業控制領域的廣泛應用。NE555是一個能產生精確定時脈沖的高穩度控制器，其輸出驅動電流可達200mA。在多諧振蕩器工作方式時， 其輸出的脈沖占空比由兩個外接電阻和一個外接電容確定；在單穩態工作方式時，其延時時間由一個外接電阻和一個外接電容確定，可延時數微秒到數小時。工作電壓范圍為4.5V彡Vcc彡16V。NE555時基電路封裝形式有兩種，一是DIP雙列直插8腳封裝，另一種是S0P-8小型(SMD)封裝形式。內部結構和工作原理都相同。555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普遍的計時1C，只需少數的電阻和電容，便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。利用NE555可以組成相當多的應用電路，甚至多達數百種應用電路，在各類書刊中均有介紹，例如家用電器控制裝置、門鈴、報警器、信號發生器、電路檢測儀器、元器件測量儀、定時器、壓頻轉換電路、電源應用電路、自動控制裝置及其它應用電路都有著廣泛的應用，這是因為NE555巧妙地將模擬電路和數字電路結合在一起的緣故。因此開發研制一套行之有效的方法和儀器來對礦井有害氣體進行檢測分析，從而控制有害氣體的含量防止瓦斯爆炸就顯得非常必要且迫切。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能預報瓦斯爆炸的礦井有害氣體檢測裝置。本實用新型是采用如下技術方案實現其發明目的的，一種礦井有害氣體檢測裝置，它包括單片機，單片機連接有模/數轉換電路、外部時鐘電路、顯示控制電路、報警電路，發射模塊經接收模塊與模/數轉換電路連接；所述的發射模塊連接有直流電流源；脈沖電流源經分頻選擇電路與發射模塊連接；所述的脈沖電流源又經脈寬調制電路與接收模塊連接。本實用新型所述的發射模塊包括紅外光源、與紅外光源連接的mosfet開關管。本實用新型所述的接收模塊包括光電轉換電路、偏置電路、信號放大電路。 本實用新型所述的光電轉換電路采用了紅外探測器。本實用新型所述的紅外光源采用了中紅外發光二極管MIR-LED陣列。本實用新型所述的脈沖電流源的脈沖產生采用了 NE555時基電路。由于采用上述技術方案，本實用新型較好的實現了發明目的，其儀器成本低，能對礦井下的有害氣體在線實時檢測，檢測效率高，有效提高了礦井作業的安全性。
圖1是本實用新型的結構原理示意框圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。由圖1可知 ，一種礦井有害氣體檢測裝置，它包括單片機，單片機連接有模/數轉換電路、外部時鐘電路、顯示控制電路、報警電路，發射模塊經接收模塊與模/數轉換電路連接；所述的發射模塊連接有直流電流源；脈沖電流源經分頻選擇電路與發射模塊連接；所述的脈沖電流源又經脈寬調制電路與接收模塊連接。本實用新型所述的分頻選擇電路包括前向二進制加法計數器MC14520、八路模擬開關 ADG608。本實用新型所述的發射模塊包括紅外光源、與紅外光源連接的mosfet開關管。本實用新型所述的接收模塊包括光電轉換電路、偏置電路、信號放大電路。 本實用新型所述的光電轉換電路采用了紅外探測器。本實用新型所述的紅外光源采用了中紅外發光二極管MIR-LED陣列。本實用新型所述的脈沖電流源的脈沖產生采用了 NE555時基電路。本實用新型工作時，直流電流源給發射模塊供電，發射模塊中的MOSFET開關管控制紅外光源按設定間斷穿過被測環境氣體向接收模塊發出外紅光，接收模塊接中的光電轉換電路將接收到的光信號轉換成電信號，然后經偏置電路、信號放大電路調整放大后送入模/數轉換電路轉換為數字信號，再送入單片機中進行處理；由于光電轉換電路中紅外探測器接收到的通過被測環境氣體的吸收光的波長和發射光強度不同，最后單片機提取的數據也不同，根據由顯示控制電路對單片機預設的數值，單片機即可判斷是否控制報警電路進行報警提示；外部時鐘電路產生時鐘脈沖信號送入單片機，以保證單片機操作的同步性；脈沖電流源發出的脈沖經分頻選擇電路調理后控制MOSFET開關管的閉或合；同時，脈沖電流源發出的脈沖經脈寬調制電路后送入接收模塊，使其同步發射模塊。
權利要求1.一種礦井有害氣體檢測裝置，其特征是它包括單片機，單片機連接有模/數轉換電路、外部時鐘電路、顯示控制電路、報警電路，發射模塊經接收模塊與模/數轉換電路連接；所述的發射模塊連接有直流電流源；脈沖電流源經分頻選擇電路與發射模塊連接；所述的脈沖電流源又經脈寬調制電路與接收模塊連接。
2.根據權利要求1所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的發射模塊包括紅外光源、與紅外光源連接的mosfet開關管。
3.根據權利要求1所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的接收模塊包括光電轉換電路、偏置電路、信號放大電路。
4.根據權利要求2所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的接收模塊包括光電轉換電路、偏置電路、信號放大電路。
5.根據權利要求3所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的光電轉換電路采用了紅外探測器。
6.根據權利要求4所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的光電轉換電路采用了紅外探測器。
7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的紅外光源采用了中紅外發光二極管MIR-LED陣列。
8.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的脈沖電流源的脈沖產生采用了 NE555時基電路。
9.根據權 利要求7所述的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是所述的脈沖電流源的脈沖產生采用了 NE555時基電路。
專利摘要本實用新型公開了一種能預報瓦斯爆炸的礦井有害氣體檢測裝置，其特征是它包括單片機，單片機連接有模/數轉換電路、外部時鐘電路、顯示控制電路、報警電路，發射模塊經接收模塊與模/數轉換電路連接；所述的發射模塊連接有直流電流源；脈沖電流源經分頻選擇電路與發射模塊連接；所述的脈沖電流源又經脈寬調制電路與接收模塊連接，本實用新型儀器成本低，能對礦井下的有害氣體在線實時檢測，檢測效率高，有效提高了礦井作業的安全性。
文檔編號G01N21/35GK203148843SQ20132015724
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者田旺蘭, 李加升, 謝國輝 申請人:湖南城市學院