本實用新型涉及氣體探測器技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種有毒有害氣體探測器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

二氧化硫等有毒有害氣體在生產(chǎn)、運輸、使用過程中有可能發(fā)生泄漏，并且隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展，在許多生產(chǎn)現(xiàn)場也會產(chǎn)生H₂S等有毒有害氣體，由于氣體本身存在的擴散性，發(fā)生泄漏之后，在外部風力和內(nèi)部濃度梯度的作用下，氣體會沿地表面擴散，嚴重危害人民的生命安全。因此，對H₂S等有毒有害氣體的監(jiān)測和預警就顯得尤為重要。現(xiàn)階段進行預警的設備分為兩大類：便攜式儀器以及探測器，并且濃度超標時通常只有聲光報警，只是對處于現(xiàn)場的人員有提醒作用，并且未形成大片區(qū)的綜合監(jiān)控，不能在生產(chǎn)現(xiàn)場、微機化測量控制設備之間實現(xiàn)雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的通訊鏈路。

因此，為克服上述技術(shù)的不足而設計出一款不僅具有聲光報警，而且能形成大片區(qū)的綜合監(jiān)控，可以在控制室實時了解各監(jiān)測點的有毒有害氣體的濃度情況，方便進行綜合管理的一種有毒有害氣體探測器系統(tǒng)，正是發(fā)明人所要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種有毒有害氣體探測器系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，不僅具有聲光報警，而且能形成大片區(qū)的綜合監(jiān)控，可以在控制室實時了解各監(jiān)測點的有毒有害氣體的濃度情況，方便進行綜合管理。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種有毒有害氣體探測器系統(tǒng)，其包括MCU處理器、HART通信模塊、電源、傳感器、LMP91000芯片，所述MCU處理器采用PIC18F65J90單片機，所述MCU處理器分別與LCD顯示屏、按鍵、遙控器、復位電路、聲光報警裝置、繼電器、EEPROM存儲器、看門狗電路、電源連接，所述LMP91000芯片作為模擬前端電路，所述LMP91000芯片與傳感器連接，所述傳感器與驅(qū)動放大電路連接，所述驅(qū)動放大電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器通過I/O口與MCU處理器連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用AD421芯片，所述MCU處理器通過串口與AMI5191調(diào)制解調(diào)器通信，所述HART通信模塊通過AMI5191調(diào)制解調(diào)器通信與MCU處理器連接。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型基于HART現(xiàn)場總線有毒有害氣體探測器可以實現(xiàn)連續(xù)不間斷監(jiān)測，在濃度超標時不僅能進行聲光報警，對處于現(xiàn)場的人員進行提醒，而且能與控制器等設備一起可以對一大片區(qū)域?qū)崿F(xiàn)綜合監(jiān)控，將信號接入控制器或PLC形成整個區(qū)域的實時綜合監(jiān)控，可以在控制室通過HART通信完成所有的安裝于現(xiàn)場探測器的組態(tài)及管理，實時了解各監(jiān)測點的有毒有害氣體的濃度情況，加之具有超強的自診斷能力，安全可靠性強。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型模擬前端電路原理圖。

圖3是本實用新型MCU中央處理單元電路原理圖。

圖4是本實用新型HART通信及4～20mA輸出電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

參見圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)一種有毒有害氣體探測器系統(tǒng)，包括MCU處理器、HART通信模塊、電源、傳感器、LMP91000芯片，MCU處理器采用PIC18F65J90單片機，MCU處理器分別與LCD顯示屏、按鍵、遙控器、復位電路、聲光報警裝置、繼電器、EEPROM存儲器、看門狗電路、電源連接，LMP91000芯片作為模擬前端電路，LMP91000芯片與傳感器連接，傳感器與驅(qū)動放大電路連接，驅(qū)動放大電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器通過I/O口與MCU處理器連接，A/D轉(zhuǎn)換器采用AD421芯片，MCU處理器通過串口與AMI5191調(diào)制解調(diào)器通信，HART通信模塊通過AMI5191調(diào)制解調(diào)器通信與MCU處理器連接。

參見圖2是本實用新型模擬前端電路原理圖，系統(tǒng)采用 LMP91000 作為前端處理的核心部件，它可提供傳感器與微控制器之間的完整信號路徑解決方案，此方案能夠生成與電池電流成比例的輸出電壓。

LMP91000的可編程性使它能夠通過一個與多個離散解決方案相對的單一設計支持多種電化學傳感器，例如，3導線有毒氣體傳感器和2導線原電池型傳感器LMP91000支持0.5nA/ppm至9500nA/ppm范圍內(nèi)的氣體靈敏度 它還可實現(xiàn)5μA至 750μA 滿量程電流范圍的簡單轉(zhuǎn)換LMP91000 的可調(diào)節(jié)電池偏置和互阻抗放大器( TIA) 增益可通過 I2C 接口編程 I2C 接口也可用于傳感器診斷 集成溫度傳感器可由用戶通過 VOUT 引腳讀取， 并且可被用于提供額外信號校正， 或者被監(jiān)控以驗證傳感器的溫度情況LMP91000 經(jīng)過優(yōu)化， 適用于微功耗應用， 工作電壓范圍為2. 7V 至5. 25V 總流耗低于10μA 可通過關(guān)閉 TIA 放大器以及使用一個內(nèi)部開關(guān)將參比電極與工作電極短接來進一步節(jié)能。

參見圖3是本實用新型MCU中央處理單元電路原理圖，使用集成LCD模塊的8位PIC單片機PIC18F65J90作為MCU處理器。使用PIC18F65J90完成信號的采集、線性化、參數(shù)的保存、報警、顯示、通信及電流輸出等功能。采用串行EEPROM存儲器24AA04芯片來實現(xiàn)參數(shù)的保存及掉電保護。

參見圖4是本實用新型HART通信及4～20mA輸出電路原理圖，采用AD421芯片實現(xiàn)4～20mA電流輸出，AD421芯片是一款完整的環(huán)路供電型4～20mA數(shù)模轉(zhuǎn)換器，集成精度高、成本低。提供4mA零電平輸出電流，以及20mA滿量程輸出電流。

AMI5191是HART調(diào)制解調(diào)器，采用相位連續(xù)的FSK半雙工工作方式，數(shù)據(jù)率為1200bps。AMI5191內(nèi)部集成了符合Bell202標準的調(diào)制器、解調(diào)器、接收濾波器、發(fā)送信號整形電路、載波檢測等電路。在+3.3V供電時工作電流330μA。由于AMI5191的這些特點，使用較少的外部無源元件就能夠構(gòu)建滿足HART協(xié)議物理層。

MCU處理器通過串口與AMI5191調(diào)制解調(diào)器通信，總線上的HART通信被AMI5191解調(diào)后通過串口發(fā)往MCU處理器，MCU處理器要發(fā)出的通信命令也通過串口發(fā)往AMI5191，然后被AMI5191調(diào)制成疊加在4～20mA電流信號上的HART通信信號，以此完成HART通信。MCU處理器通過I/O口操作 AD421數(shù)模轉(zhuǎn)換器，輸出與氣體濃度相對應的4～20mA信號。

基于HART現(xiàn)場總線有毒有害氣體探測器可以實現(xiàn)連續(xù)不間斷監(jiān)測，在濃度超標時不僅能進行聲光報警，對處于現(xiàn)場的人員進行提醒，而且能與控制器等設備一起可以對一大片區(qū)域?qū)崿F(xiàn)綜合監(jiān)控，將信號接入控制器或PLC形成整個區(qū)域的實時綜合監(jiān)控，可以在控制室通過HART通信完成所有的安裝于現(xiàn)場探測器的組態(tài)及管理，實時了解各監(jiān)測點的有毒有害氣體的濃度情況，加之具有超強的自診斷能力，安全可靠性強。