專利名稱：數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及氣體探測(cè)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器。
背景技術(shù)：
[0002]工業(yè)環(huán)境布線往往占工程成本的很大一部分比例，在成本與安全性考慮下兩線制探測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生。[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，兩線氣體探測(cè)器都是使用液晶作為濃度顯示。液晶作為濃度顯示本身具有兩大缺點(diǎn):1、不具備自主發(fā)光的能力，環(huán)境光線低時(shí)無法看清；2、低溫效果差，冬季使用反應(yīng)慢且看不清。[0004]采用數(shù)碼管顯示能很好的解決上述問題。但數(shù)碼管靜態(tài)功耗大，受限于兩線對(duì)靜態(tài)能量提供的限制，目前國內(nèi)外沒有其他廠家提供可應(yīng)用兩線制數(shù)碼管顯示的氣體探測(cè)器。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型提供一種數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其包括:電流保護(hù)限制模塊、電源變換模塊、數(shù)碼管控制模塊、電流信號(hào)控制模塊、MCU單元、紅外控制模塊和傳感器模塊，其中[0007]電流保護(hù)限制模塊電連接在外部電源與電源變換模塊之間；[0008]電流保護(hù)限制模塊與電流信號(hào)控制模塊電連接，為電流信號(hào)控制模塊提供工作電壓；[0009]MCU單元分別與電流信號(hào)控制模塊、數(shù)碼管控制模塊、紅外控制模塊和傳感器模塊電連接。[0010]進(jìn)一步地，電流保護(hù)限制模塊包括:寬溫恒流電流源和電流控制器，其中[0011]寬溫恒流電流源包括三端可調(diào)電流源、溫度補(bǔ)償二極管、第一電阻和第二電阻，第一電阻電連接在三端可調(diào)電流源的第二端和第三端之間，溫度補(bǔ)償二極管的正極與三端可調(diào)電流源的第二端電連接，第二電阻電連接在溫度補(bǔ)償二極管的負(fù)極與三端可調(diào)電流源的第三端之間；[0012]電流控制器包括PNP型三極管、NPN型三極管、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第七電阻，第三電阻電連接在三端可調(diào)電流源的第一端和PNP型三極管的發(fā)射極之間，第四電阻電連接在三端可調(diào)電流源的第一端和PNP型三極管的基極之間，第五電阻電連接在PNP型三極管的基極和NPN型三極管的集電極之間，第六電阻的一端與NPN型三極管的基極電連接，第六電阻的另一端作為輸出端向電源變換模塊提供電壓，第七電阻電連接在NPN型三極管的基極和發(fā)射極之間，NPN型三極管的發(fā)射極接地。[0013]進(jìn)一步地，電源變換模塊包括N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管、第一穩(wěn)壓二極管、低壓差穩(wěn)壓器、DCDC控制器、第二穩(wěn)壓二極管、電感、第一電容、第二電容、第三電容和第四電容，其中[0014]N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第六電阻的輸出端電連接，低壓差穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端分別與N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電連接；[0015]D⑶C控制器的輸入端與低壓差穩(wěn)壓器的輸出端電連接；[0016]第一穩(wěn)壓二極管電連接在低壓差穩(wěn)壓器的輸入端與地之間；[0017]第一電容電連接在低壓差穩(wěn)壓器的輸入端與地之間；[0018]第二電容電連接在低壓差穩(wěn)壓器的輸出端與地之間；[0019]第二穩(wěn)壓二極管電連接在ECDC控制器的輸出端與地之間；[0020]電感的一端電連接DCDC控制器的輸出端，第三電容與第四電容并聯(lián)后電連接在電感的另一端與地之間。[0021]進(jìn)一步地，數(shù)碼管控制模塊包括第八電阻和第九電阻，其中[0022]第八電阻電連接在電感的另一端與DCDC控制器的反饋端之間；[0023]第九電阻電連接在Drac控制器的反饋端與地之間，第九電阻為可變電阻。[0024]在上述實(shí)施例中，外部的電源供應(yīng)通過電流保護(hù)限制模塊進(jìn)入整機(jī)，通過電源變換模塊將外部電壓轉(zhuǎn)換為整機(jī)工作電壓，提高電流負(fù)責(zé)能力。同時(shí)電流保護(hù)限制模塊也為電流信號(hào)控制模塊13提供額外的外部電壓。MCU單元控制整機(jī)狀態(tài)，包括控制電流信號(hào)控制模塊，控制數(shù)碼管控制模塊，控制紅外控制模塊，接收來自傳感器模塊的信號(hào)。


[0025]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0026]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖2為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的電流保護(hù)限制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0028]圖3為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的電源變換模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖4為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)碼管控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0030]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。[0031]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，該數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器包括:電流保護(hù)限制模塊111、電源變換模塊112、數(shù)碼管控制模塊12、電流信號(hào)控制模塊13、MCU單元14、紅外控制模塊16和傳感器模塊15，其中[0032]電流保護(hù)限制模塊111電連接在外部電源與電源變換模塊112之間，電流保護(hù)限制模塊111與電源變換模塊112構(gòu)成電源模塊11 ；[0033]電流保護(hù)限制模塊111與電流信號(hào)控制模塊13電連接，為電流信號(hào)控制模塊13提供工作電壓；[0034]MCU單元14分別與電流信號(hào)控制模塊13、數(shù)碼管控制模塊12、紅外控制模塊16和傳感器模塊15電連接。[0035]在本實(shí)施例中，外部的電源供應(yīng)通過電流保護(hù)限制模塊111進(jìn)入整機(jī)，通過電源變換模塊112將外部電壓轉(zhuǎn)換為整機(jī)工作電壓，提高電流負(fù)責(zé)能力。同時(shí)電流保護(hù)限制模塊111也為電流信號(hào)控制模塊13提供額外的外部電壓。MCU單元14控制整機(jī)狀態(tài)，包括控制電流信號(hào)控制模塊13，控制數(shù)碼管控制模塊12，控制紅外控制模塊16，接收來自傳感器模塊15的信號(hào)。[0036]圖2為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的電流保護(hù)限制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，電流保護(hù)限制模塊包括寬溫恒流電流源Ml和電流控制器M2，其中[0037]寬溫恒流電流源Ml包括三端可調(diào)電流源U1、溫度補(bǔ)償二極管D1、第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl電連接在三端可調(diào)電流源Ul的第二端和第三端之間，溫度補(bǔ)償二極管Dl的正極與三端可調(diào)電流源Ul的第二端電連接，第二電阻R2電連接在溫度補(bǔ)償二極管Dl的負(fù)極與三端可調(diào)電流源Ul的第三端之間；[0038]電流控制器M2包括PNP型三極管T1、NPN型三極管T2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7，第三電阻R3電連接在三端可調(diào)電流源Ul的第一端和PNP型三極管Tl的發(fā)射極之間，第四電阻R4電連接在三端可調(diào)電流源Ul的第一端和PNP型三極管Tl的基極之間，第五電阻R5電連接在PNP型三極管Tl的基極和NPN型三極管T2的集電極之間，第六電阻R6的一端與NPN型三極管T2的基極電連接，第六電阻R6的另一端作為輸出端向電源變換模塊112提供電壓，第七電阻R7電連接在NPN型三極管T2的基極和發(fā)射極之間，NPN型三極管T2的發(fā)射極接地。[0039]在圖2的實(shí)施例中，經(jīng)過整流橋整流后的外部電壓正極通過NI節(jié)點(diǎn)連接到電流保護(hù)限制模塊111入口點(diǎn)，由三端可調(diào)電流源U1、溫度補(bǔ)償二極管D1、電流設(shè)置電阻R1、R2組成寬溫恒流電流源Ml ;由多只電阻及三極管組成帶有初始狀態(tài)的電流控制器M2。電流控制器M2通過N3的電壓來控制電流的大小。通過精確的電阻匹配使得在N3未受空前或N3失效時(shí)，寬溫恒流電流源Ml為整個(gè)探測(cè)器提供3.5mA的最大工作電流。當(dāng)探測(cè)器正常工作后，N3電壓提供到3V，啟動(dòng)電流控制器M2。此時(shí)寬溫恒流電流源Ml輸出電流最大值將增加到21mA，探測(cè)器可正常工作。[0040]電流保護(hù)限制模塊的重要作用在于:探測(cè)器中含有電感及電容等器件，未包含電流保護(hù)限制模塊的探測(cè)器在下屬情況時(shí)，整機(jī)電流不能滿足低電流的要求。由于兩線產(chǎn)品，電流值充當(dāng)氣體濃度信號(hào)，如果電流突然增加會(huì)導(dǎo)致外部氣體控制器讀取到錯(cuò)誤的報(bào)警信息，產(chǎn)生誤報(bào)警，包括如下情況:[0041]1、上電開機(jī)及電源電壓不穩(wěn)時(shí)，外部電源為探測(cè)器內(nèi)部電容充電或放電導(dǎo)致高電流輸入；[0042]2、探測(cè)器內(nèi)部元件損壞，如電源變換模塊短路。[0043]而探測(cè)器包含電流保護(hù)限制模塊后，電流會(huì)被限制到預(yù)設(shè)的電流值，從而杜絕了誤報(bào)；而且由于各種原因造成的探測(cè)器內(nèi)部損壞，也導(dǎo)致電流被限制在3.5mA以下，此時(shí)與其連接的報(bào)警控制器也會(huì)發(fā)出故障報(bào)警，提示探測(cè)器出現(xiàn)故障。[0044]圖3為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的電源變換模塊結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，該電源變換模塊包括N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2、第一穩(wěn)壓二極管D2、低壓差穩(wěn)壓器U3、D⑶C控制器U4、第二穩(wěn)壓二極管D3、電感L1、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3和第四電容C4，其中[0045]N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2的源極與第六電阻R6的輸出端電連接，低壓差穩(wěn)壓器U3的輸入端和輸出端分別與N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2的漏極和柵極電連接；[0046]D⑶C控制器U4的輸入端與低壓差穩(wěn)壓器U3的輸出端電連接；[0047]第一穩(wěn)壓二極管D2電連接在低壓差穩(wěn)壓器U3的輸入端與地之間；[0048]第一電容Cl電連接在低壓差穩(wěn)壓器U3的輸入端與地之間；[0049]第二電容C2電連接在低壓差穩(wěn)壓器U3的輸出端與地之間；[0050]第二穩(wěn)壓二極管D4電連接在D⑶C控制器U4的輸出端與地之間；[0051]電感LI的一端電連接D⑶C控制器U4的輸出端，第三電容C3與第四電容C4并聯(lián)后電連接在電感LI的另一端與地之間。[0052]在圖3的實(shí)施例中，由N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2、第一穩(wěn)壓二極管D2及低壓差穩(wěn)壓器(LDO) U3組成高耐壓穩(wěn)壓器。由N3流入的電流通過N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2，N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2的柵極由低壓差穩(wěn)壓器(LD0)U3的輸出端控制。N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2的柵極、源級(jí)電壓差閉合控制N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管U2源級(jí)輸出電壓，使得U2輸出電壓總是滿足低壓差穩(wěn)壓器(LDO) U3的輸入電壓要求，也就是說無論N3的電壓多高，都不會(huì)燒毀差穩(wěn)壓器(LD0)U3。為防止U2意外損壞，在低壓差穩(wěn)壓器(LD0)U3輸入端并聯(lián)放置穩(wěn)壓二極管D2。經(jīng)過低壓差穩(wěn)壓器(LDO) U3的穩(wěn)壓出后IX:DC控制器U4將能量轉(zhuǎn)換為低壓為整機(jī)供電。由于DCDC控制器U4是將能量轉(zhuǎn)換，所以輸入較高電壓較小電流輸出就是較低電壓較高的電流。而簡(jiǎn)單電路中低壓也就能帶來更好的節(jié)能。[0053]圖4為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)碼管控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，該數(shù)碼管控制模塊包括第八電阻R8和第九電阻R9，其中[0054]第八電阻R8電連接在電感LI的另一端與D⑶C控制器U4的反饋端之間；[0055]第九電阻R9電連接在IX:DC控制器U4的反饋端與地之間，第九電阻R9為可變電阻，第八電阻R8、第九電阻R9為DCDC控制器U4提供反饋電壓。[0056]在圖4實(shí)施例中，系統(tǒng)電壓由N5進(jìn)入數(shù)碼管控制模塊，通過IX:DC轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為更低的電壓值。通過更改R9的電阻值來調(diào)節(jié)N6的電壓，可對(duì)DCDC控制器輸出電壓進(jìn)行微量控制，MCU單元根據(jù)數(shù)碼管顯示的情況調(diào)整DCDC控制器的輸出，使數(shù)碼管在多數(shù)點(diǎn)亮與少數(shù)點(diǎn)亮?xí)r亮度保持一致。為達(dá)到最佳省電的效果，MCU單元在控制數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r可采用閃亮顯示法。每次盡讓數(shù)碼管點(diǎn)亮lOOus，休息4900US后再次點(diǎn)亮。這種方法不僅提高了亮度而且降低了數(shù)碼管的功耗。[0057]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。[0058]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。[0059]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其特征在于，包括:電流保護(hù)限制模塊、電源變換模塊、數(shù)碼管控制模塊、電流信號(hào)控制模塊、MCU單元、紅外控制模塊和傳感器模塊，其中 所述電流保護(hù)限制模塊電連接在外部電源與所述電源變換模塊之間； 所述電流保護(hù)限制模塊與所述電流信號(hào)控制模塊電連接，為所述電流信號(hào)控制模塊提供工作電壓； 所述MCU單元分別與所述電流信號(hào)控制模塊、所述數(shù)碼管控制模塊、所述紅外控制模塊和所述傳感器模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其特征在于，所述電流保護(hù)限制模塊包括:寬溫恒流電流源和電流控制器，其中 所述寬溫恒流電流源包括三端可調(diào)電流源、溫度補(bǔ)償二極管、第一電阻和第二電阻，所述第一電阻電連接在所述三端可調(diào)電流源的第二端和第三端之間，所述溫度補(bǔ)償二極管的正極與所述三端可調(diào)電流源的第二端電連接，所述第二電阻電連接在所述溫度補(bǔ)償二極管的負(fù)極與所述三端可調(diào)電流源的第三端之間； 所述電流控制器包括PNP型三極管、NPN型三極管、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第七電阻，所述第三電阻電連接在所述三端可調(diào)電流源的第一端和所述PNP型三極管的發(fā)射極之間，所述第四電阻電連接在所述三端可調(diào)電流源的第一端和所述PNP型三極管的基極之間，所述第五電阻電連接在所述PNP型三極管的基極和所述NPN型三極管的集電極之間，所述第六電阻的一端與所述NPN型三極管的基極電連接，所述第六電阻的另一端作為輸出端向所述電源變換模塊提供電壓，所述第七電阻電連接在所述NPN型三極管的基極和發(fā)射極之間，所述NPN型三極管的發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其特征在于，所述電源變換模塊包括N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管、第一穩(wěn)壓二極管、低壓差穩(wěn)壓器、D⑶C控制器、第二穩(wěn)壓二極管、電感、第一電容、第二電容、第三電容和第四電容，其中 所述N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述第六電阻的輸出端電連接，所述低壓差穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端分別與所述N溝道JFET場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和柵極電連接； 所述DCDC控制器的輸入端與所述低壓差穩(wěn)壓器的輸出端電連接； 所述第一穩(wěn)壓二極管電連接在所述低壓差穩(wěn)壓器的輸入端與地之間； 所述第一電容電連接在所述低壓差穩(wěn)壓器的輸入端與地之間； 所述第二電容電連接在所述低壓差穩(wěn)壓器的輸出端與地之間； 所述第二穩(wěn)壓二極管電連接在所述DCDC控制器的輸出端與地之間； 所述電感的一端電連接所述DCDC控制器的輸出端，所述第三電容與所述第四電容并聯(lián)后電連接在所述電感的另一端與地之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其特征在于，所述數(shù)碼管控制模塊包括第八電阻和第九電阻，其中 所述第八電阻電連接在所述電感的另一端與所述DCDC控制器的反饋端之間； 所述第九電阻電連接在所述DCDC控制器的反饋端與地之間，所述第九電阻為可變電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)碼管顯示的兩線制氣體探測(cè)器，其包括電流保護(hù)限制模塊、電源變換模塊、數(shù)碼管控制模塊、電流信號(hào)控制模塊、MCU單元、紅外控制模塊和傳感器模塊，其中，電流保護(hù)限制模塊電連接在外部電源與電源變換模塊之間；電流保護(hù)限制模塊與電流信號(hào)控制模塊電連接，為電流信號(hào)控制模塊提供工作電壓；MCU單元分別與電流信號(hào)控制模塊、數(shù)碼管控制模塊、紅外控制模塊和傳感器模塊電連接。
文檔編號(hào)G01N33/00GK202974969SQ20122044216
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者王偉剛, 李宣南, 毛飛 申請(qǐng)人:哈爾濱東方報(bào)警設(shè)備開發(fā)有限公司