專利名稱：自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，屬于測氧儀技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
測氧儀主要用于測量空氣中的氧氣純度和分子篩制氧設(shè)備制取氧氣純度等設(shè)備中，也可以用于其它領(lǐng)域測量氧氣的純度，目前市場上的測氧儀都具有體積小、測量精度高、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)；但也存在著不足之處，目前市場上的測氧儀普遍應(yīng)用于平原地區(qū)，但若在不同海拔高度環(huán)境中使用時(shí)，無論是在空氣中還是氧氣環(huán)境中，具體的測量顯示值
會隨著海拔高度的不同而不同，海拔越高，測量值越小，此時(shí)，需要在當(dāng)前環(huán)境條件下對測氧儀進(jìn)行校準(zhǔn)后方能使用，這樣會給用戶或者不熟悉技術(shù)的人帶來使用上的不方便；同時(shí)，現(xiàn)有的測氧儀功能相對簡單，對基本的安全使用參數(shù)不能顯示，容易使儀表帶故障工作，增加了儀表的故障發(fā)生率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠自動適應(yīng)海拔高度并且能夠顯示當(dāng)前氧氣濃度值和基本大氣參數(shù)的測氧儀。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，包括單片機(jī)、氧氣傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、低限報(bào)警輸出繼電器、高限報(bào)警輸出繼電器和LED液晶顯示屏；所述氧氣傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的信號輸出端口分別串接第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器后與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與單片機(jī)的輸入端口相連，所述單片機(jī)的輸出端口與低限報(bào)警輸出繼電器和高限報(bào)警輸出繼電器相連，單片機(jī)與LED液晶顯示屏相連。所述低限報(bào)警輸出繼電器和高限報(bào)警輸出繼電器分別連接有氧純度下限報(bào)警器和氧純度上限報(bào)警器。所述單片機(jī)還連接有電平轉(zhuǎn)換器和高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是一、本實(shí)用新型在海拔不同的環(huán)境情況下，能夠自動、快速、準(zhǔn)確的顯示當(dāng)?shù)禺?dāng)前環(huán)境條件下的氧氣濃度值和氣壓、海拔、溫濕度等基本大氣參數(shù)值，擴(kuò)大了測氧儀的使用范圍及使用條件；二、本實(shí)用新型通過自動顯示當(dāng)前環(huán)境條件下的溫、濕度值，并且具有氧純度上下限報(bào)警功能，避免了儀表在非使用范圍內(nèi)違規(guī)使用，從而降低了儀表的故障率；三、本實(shí)用新型中通過單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)采集、計(jì)算、校準(zhǔn)過程，操作簡單，使用方便并且避免了人工操作帶來的誤差；四、本實(shí)用新型能夠輸出標(biāo)準(zhǔn)的4 20mA電流信號或O IOV或I 5V電壓信號及RS-232C或RS-485數(shù)字信號，方便二次使用。以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1為單片機(jī)、2為氧氣傳感器、3為壓力傳感器、4為溫度傳感器、5為濕度傳感器、6為A/D轉(zhuǎn)換模塊、7為低限報(bào)警輸出繼電器、8為高限報(bào)警輸出繼電器、9為LED液晶顯示屏、10為第一放大器、11為第二放大器、12為第三放大器、13為第四放大器、14為氧純度下限報(bào)警器、15為氧純度上限報(bào)警器、16為電平轉(zhuǎn)換器、17為高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，包括單片機(jī)I、氧氣傳感器2、壓力傳感器3、溫度傳感器4、濕度傳感器5、A/D轉(zhuǎn)換模塊6、低限報(bào)警輸出繼電器7、高限報(bào)警輸出繼電器8和LED液晶顯示屏9，整個(gè)測氧儀由電源模塊供電，所述電源模塊可以采用電池，也可以采用有穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓電源串接而成的電源電路，上述電源電路可以直接接入220V交流電源。所述氧氣傳感器2、壓力傳感器3、溫度傳感器4和濕度傳感器5的信號輸出端口分別串接第一放大器10、第二放大器11、第三放大器12和第四放大器13后與A/D轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊6的輸出端口與單片機(jī)I的輸入端口相連，上述氧氣傳感器2用來采集大氣或者制氧設(shè)備的氧氣純度值，所述氧氣純度值由體積比表示，上述壓力傳感器3、溫度傳感器4和濕度傳感器5分別用來采集實(shí)時(shí)大氣的氣壓、溫度和濕度值，并通過與傳感器相連的放大器將采集到的信號放大發(fā)送至單片機(jī)1，單片機(jī)I與LED液晶顯示屏9相連，所述LED液晶顯示屏9能夠顯示當(dāng)前采集的氧氣濃度值和氣壓、溫度和濕度值。所述單片機(jī)I通過預(yù)先設(shè)定的程序，將采集到的氣壓值轉(zhuǎn)化為海拔值，并進(jìn)行修正，根據(jù)大氣壓的公式H=(RT/gM)*ln(PQ/p)，公式中R為常數(shù)8. 51，T為常溫下的熱力學(xué)溫度，g為重力加速度，M為氣體的分子量29，P0為標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓，P為氣壓值；由于氣壓值P由壓力傳感器3采集，公式其余各量為常數(shù)，單片機(jī)I通過上述公式得出當(dāng)前大氣壓環(huán)境下的實(shí)時(shí)海拔值H，并輸出到LED液晶顯示屏9上，單片機(jī)I通過海拔值H計(jì)算出海拔修正系數(shù)值K。，計(jì)算海拔修正系數(shù)值K。的公式為K。=5. 3788χ1(Γ9·Η2-1. 1975χ1(Γ4·Η+1，同時(shí)單片機(jī)I程序?qū)⒀鯕鈧鞲衅?測量的前后兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行平均計(jì)算，得出信號采樣平均值，再將信號采樣平均值轉(zhuǎn)化為氧濃度值N，最后LED液晶顯示屏9顯示顯示氧濃度值=氧濃度值N/ Κ0，同時(shí)顯示屏每隔I. 25S刷屏一次，這樣本實(shí)用新型在海拔不同的環(huán)境情況下，能夠自動、快速、準(zhǔn)確的顯示當(dāng)?shù)禺?dāng)前環(huán)境條件下的氧氣濃度值和氣壓、海拔、溫濕度等基本大氣參數(shù)值，擴(kuò)大了測氧儀的使用范圍及使用條件。所述單片機(jī)I的輸出端口與低限報(bào)警輸出繼電器7和高限報(bào)警輸出繼電器8相連，所述低限報(bào)警輸出繼電器7和高限報(bào)警輸出繼電器8分別連接有氧純度下限報(bào)警器14和氧純度上限報(bào)警器15，當(dāng)氧濃度值不足或超過報(bào)警設(shè)定值如行業(yè)規(guī)定時(shí)，低限報(bào)警輸出繼電器7和高限報(bào)警輸出繼電器8控制氧純度下限報(bào)警器14和氧純度上限報(bào)警器15發(fā)出警報(bào)，所述氧純度下限報(bào)警器14和氧純度上限報(bào)警器15采用聲光報(bào)警器。[0020]所述單片機(jī)I還連接有電平轉(zhuǎn)換器16和高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器17，單片機(jī)I可以通過電平轉(zhuǎn)換器16完成TTL電平和RS-232C/RS-485電平轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號，同時(shí)也可以通過高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器17輸出標(biāo)準(zhǔn)的4 20mA電流信號或O IOV或I 5V電壓信號，方便
二次使用，整個(gè)裝置通過單片機(jī)I的程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)采集、計(jì)算、校準(zhǔn)過程，操作簡單，使用方便并且避免了人工操作帶來的誤差。
權(quán)利要求1.自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，其特征在于包括單片機(jī)(I)、氧氣傳感器(2)、壓力傳感器(3)、溫度傳感器(4)、濕度傳感器(5)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)、低限報(bào)警輸出繼電器(7)、高限報(bào)警輸出繼電器(8)和LED液晶顯示屏(9)； 所述氧氣傳感器(2)、壓力傳感器(3)、溫度傳感器(4)和濕度傳感器(5)的信號輸出端口分別串接第一放大器(10)、第二放大器(11)、第三放大器(12)和第四放大器(13)后與A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸入端口相連,所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸出端口與單片機(jī)(I)的輸入端口相連，所述單片機(jī)(I)的輸出端口與低限報(bào)警輸出繼電器(7)和高限報(bào)警輸出繼電器(8)相連，單片機(jī)(I)與LED液晶顯示屏(9)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，其特征在于所述低限報(bào)警輸出繼電器(7)和高限報(bào)警輸出繼電器(8)分別連接有氧純度下限報(bào)警器(14)和氧純度上限報(bào)警器(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，其特征在于所述單片機(jī)(I)還連接有電平轉(zhuǎn)換器(16 )和高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(17 )。
專利摘要本實(shí)用新型自適應(yīng)不同海拔高度測氧儀，屬于測氧儀技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠自動適應(yīng)海拔高度并且能夠顯示當(dāng)前氧氣濃度值和基本大氣參數(shù)的測氧儀；采用的技術(shù)方案是氧氣傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器的信號輸出端口分別串接第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器后與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口相連，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與單片機(jī)的輸入端口相連，所述單片機(jī)的輸出端口與低限報(bào)警輸出繼電器和高限報(bào)警輸出繼電器相連，單片機(jī)與LED液晶顯示屏相連；本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種不同海拔環(huán)境中。
文檔編號G01N15/06GK202583035SQ20122017941
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者柳玉娟, 王晉遠(yuǎn), 呂來吉, 劉力钘, 郭彥雙, 宋曉星, 賀瑞林, 許貽林 申請人:山西埃爾氣體系統(tǒng)工程有限公司