專利名稱:汽車排污紅外氣體分析儀數(shù)據(jù)處理裝置的制作方法
本實用新型涉及檢測汽車排污物指針式紅外氣體分析儀的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置。
目前用于汽車排污檢測的紅外氣體分析儀(如日本MEXA－324F、MEXA－441、UREX－311、AU7CH等紅外氣體分析儀)都是指針式顯示，缺少數(shù)據(jù)處理和打印記錄裝置，使用不方便，非常需要配置小型便攜的，帶打印機的數(shù)字顯示式數(shù)據(jù)處理裝置。曾經(jīng)有人采用現(xiàn)成的單板機再配上若干外圍設(shè)備的技術(shù)方案來實現(xiàn)此目的，但現(xiàn)成單板機由于考慮通用性不切合實際應(yīng)用技術(shù)的特點，與其配套的外圍設(shè)備過于昂貴，做出的樣機體積大，性能價格比低，難以適應(yīng)用戶要求。
本實用新型的任務(wù)是提供一種能與檢測汽車氣體排污物的指針式顯示紅外氣體分析儀配套使用，具有較高的性能價格比，小型便攜的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置。
本實用新型由主機、接口、顯示打印裝置及超標報警器等部分組成。主機部分包括線性放大器，可把輸入模擬信號進行線性放大；A／D轉(zhuǎn)換器，將經(jīng)線性放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，采用多通道的A／D轉(zhuǎn)換器(例如8通道8位A／D轉(zhuǎn)換器)使裝置具有較強擴充能力；中央處理單元(CPU)；存貯器，包括一個存放監(jiān)控程序的ROM和作為堆棧、輸入數(shù)據(jù)暫存，中間處理結(jié)果暫存、顯示、打印緩沖暫存的RAM；端口譯碼電路，根據(jù)程序產(chǎn)生控制A／D轉(zhuǎn)換器和各接口電路工作的端口控制信號。其方框圖如圖1所示。接口部分包括顯示、打印、送數(shù)接口；量程、車型選擇指示接口；狀態(tài)記憶接口。本實用新型的特征是采用帶打印機的計算器或其成套組件，最好采用普通小型的僅有四則運算功能的帶打印機的計算器，例如采用三穗牌(SANSYU LN－88)的計算器，作為整機的顯示、打印裝置和鍵盤輸入裝置。其中，對計算器的鍵盤功能按如下原則改造保留與數(shù)據(jù)輸出相關(guān)的顯示，打印和送數(shù)諸鍵的功能，其輸入輸出線通過顯示、打印、送數(shù)接口與主機連接。以三穗牌(SANSYU LN－88)為例，原鍵盤有27個鍵按一定規(guī)律分布，由8條輸出線，4條輸入線(相對于計算器IC芯片)作鍵盤掃描用，具體分布是輸出線①進紙↑ ⑤3、·、－、S②C、CE、6、÷ ⑥2、9、＋、T③5、×、MS ⑦1、8、％、M－＝④＃、4、MT ⑧0、7、＝、M＋＝輸入線①0、1、2、3、4、5、6、②CE、·、7、8、9③＃、％、＋、－、＝、÷、×④↑、C、S、T、M＋＝、M－＝、MS、MT重新設(shè)計后只保留＃、↑、C、÷、＋、＝、·、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9等鍵的功能，鍵盤的8條輸出、4條輸入按以上規(guī)律連接到顯示、打印、送數(shù)接口，使主機通過接口控制鍵盤、打印機和顯示器工作，改造后的鍵盤輸出輸入線分布如下輸出線
①進紙↑ ⑤3、·②C、6、÷ ⑥2、9、＋③5 ⑦1、8④＃、4 ⑧0、7、＝輸入線①0、1、2、3、4、5、6②7、8、9、·③＃、＋、＝、÷④↑、C該計算器鍵盤改造前和改造后的接線示意圖分別如圖4和圖5所示。
采用其它型號的帶打印機的計算器作為顯示、打印裝置和鍵盤輸入裝置，其鍵盤功能可按相似原則進行改造。
鍵盤的改造還包括對其他按鍵功能重新設(shè)計，設(shè)置量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復(fù)位等功能鍵，根據(jù)需要還設(shè)置了均值、取樣次數(shù)功能鍵。
本實用新型的特征還在于幾個接口電路的設(shè)置，包括一個顯示、打印、送數(shù)接口，起數(shù)據(jù)輸出緩沖和電平轉(zhuǎn)換作用，使主機和上述計算器的輸入輸出線聯(lián)系起來。該接口由緩沖器和起電平轉(zhuǎn)換作用的模擬電子開關(guān)組成，其模擬電子開關(guān)可由晶體管BG1和BG2、電阻R1、R2組成，“1”、“2”、“3”端分別接對應(yīng)的計算器輸出、輸入和緩沖器的輸出，當“3”端TTL電平為“0”時，電子開關(guān)斷開，TTL電平為“1”時，電子開關(guān)閉合。
一個狀態(tài)記憶接口，由狀態(tài)記憶鎖存器組成，上述量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復(fù)位、以及均值、取樣次數(shù)選擇等功能鍵發(fā)出的信號可通過由觸發(fā)器或觸發(fā)器與門電路的組合電路化成二進制信號存入該狀態(tài)記憶接口，供主機查詢。
一個量程、車型選擇指示接口由觸發(fā)器和驅(qū)動電路組成，可把量程選擇、車型選擇功能鍵發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成指示燈顯示形式，顯示當前的處理條件；上述各接口與主機是通過數(shù)據(jù)總線相聯(lián)系的，并受端口譯碼電路產(chǎn)生的控制信號控制。
本裝置還包括一個受超標比較信號控制的超標報警器，超標標準按國家標準GB3842－83(汽油車怠速污染物排放標準)制定，其超標比較控制程序存放在主機的ROM中。
本裝置各部分，包括主機、接口、作為整機顯示打印裝置和鍵盤輸入裝置的計算器以及超標報警器是相互結(jié)合裝配成為一整體。
本裝置的工作原理如下紅外氣體分析儀的兩路信號(HC、CO)輸至線性放大器，經(jīng)放大后的信號送入A／D轉(zhuǎn)換器，按下取樣鍵后，在監(jiān)控程序的控制下，CPU即通過端口譯碼器發(fā)出允許A／D進行比較轉(zhuǎn)換的信號，當A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，將其結(jié)束標志送到狀態(tài)記憶鎖存器，CPU查詢到此標志后，即將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)送到輸入緩沖器(RAM)中暫存，并再發(fā)允許A／D轉(zhuǎn)換的信號，重復(fù)以上過程。將兩組數(shù)據(jù)都暫存后，程序開始對輸入數(shù)據(jù)進行處理，同時根據(jù)選擇的狀態(tài)，判斷當前的處理條件，程序處理好的數(shù)據(jù)，分別送到顯示緩沖器和打印緩沖器(RAM)中暫存，同時進行超標比較，若超標則啟動報警，然后根據(jù)打印機、顯示器等狀態(tài)，將數(shù)據(jù)通過接口送到顯示，打印裝置中去。本裝置的監(jiān)控程序存放在ROM中，其流程圖如圖7所示。
本實用新型根據(jù)紅外氣體分析儀的特點和檢測汽車氣體排污物的標準和要求進行整機硬件和軟件設(shè)計，可對電量模擬信號進行數(shù)據(jù)處理，并進行數(shù)字顯示和打印記錄。由于采用現(xiàn)成的帶打印機的計算器，尤其是選取小型的僅有四則運算功能的帶打印機的計算器作為整機顯示打印裝置和鍵盤輸入裝置，簡化了設(shè)計，容易實現(xiàn)整機的小型化，提高性能價格比。該機體積小方便攜帶，功能強，造價低，使用方便，同時可擴充，具有較強通用性，可與多種型號的紅外氣體分析儀配合使用，特別適于作為檢測汽車氣體排污物的紅外氣體分析儀的數(shù)據(jù)處理裝置，適當改造，也可作為一般數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置。
附圖(1)為主機方框圖。
附圖(2)為顯示、打印、送數(shù)接口框圖。
附圖(3)為量程、車型選擇指示接口和選擇狀態(tài)記憶接口框圖。
附圖(4)為采用的帶打印機的計算器鍵盤改造前的接線示意圖。
附圖(5)為上述計算器鍵盤改造后的接線示意圖。
附圖(6)為本實用新型鍵盤示意圖。
附圖(7)為本實用新型監(jiān)控程序流程圖。
本實用新型的最佳實施例采用三穗牌(SANSYU LN－88)計算器作為整機顯示打印裝置和鍵盤輸入裝置，計算器IC芯片型號為M50711－551FP，打印機型號為EPSON、MODE－41，鍵盤依上述原則進行改造。顯示打印送數(shù)接口由緩沖器和晶體管式電子開關(guān)組成，主機部分由二通道的線性運放器、8通道8位A／D轉(zhuǎn)換器、Z－80CPU、4KROM和1KRAM作為存貯器，3－8線譯碼器作為端口譯碼電路，超標報警器通過另一緩沖器與數(shù)據(jù)總線聯(lián)系，主機和各接口電路組裝成單板機，再與計算器和超標報警器組裝成一整體，整機具有兩個數(shù)據(jù)輸入接口，輸入電壓0～100mv；取樣時間600μs，取樣精度1％；量程選擇HC500ppm，2000ppm，4000ppm，8000ppm，CO2％，9％；車型選擇新車、在用車、進口車；取樣選擇1到3次；外型尺寸18cm×13cm×6cm；本裝置可手動打印日期、車號、平均值，可自動打印每次取樣數(shù)值及平均值，能顯示任意選擇的當前打印的HC或CO值，并具有超標報警功能。
權(quán)利要求
1.一種作為檢測汽車氣體排污物的指針式顯示的紅外氣體分析儀的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置，其主機部分包括線性放大器、A/D轉(zhuǎn)換器，中央處理單元(CPU)、貯存器和端口譯碼電路，本實用新型的特征在于采用帶打印機的計算器或其成套組件作為顯示、打印裝置和鍵盤輸入裝置，其中計算器的鍵盤功能作如下改造保留與數(shù)據(jù)輸出相關(guān)的顯示、打印和送數(shù)諸鍵的功能，其他按鍵功能重新設(shè)計，包括設(shè)置量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復(fù)位諸功能鍵；該儀器還包括一個顯示、打印、送數(shù)接口，作數(shù)據(jù)輸出緩沖并進行電平轉(zhuǎn)換，使主機與計算器的輸入輸出線聯(lián)系起來；一個狀態(tài)記憶接口，記憶上述新設(shè)計的功能鍵發(fā)出的信號。供主機查詢；一個量程、車型選擇指示接口，把量程、車型選擇按鍵發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成指示燈顯示的形式，顯示當前的處理條件；一個受超標比較程序控制的超標報警器；上述各接口與主機通過數(shù)據(jù)總線相連接，并受端口譯碼電路產(chǎn)生的控制信號控制。
2.按權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于所說的作為整機顯示，打印裝置和鍵盤輸入裝置的帶打印機的計算器，最好采用普通小型的僅帶四則運算功能的帶打印機的計算器。
3.按權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于所說的顯示、打印送數(shù)接口由緩沖器和模擬電子開關(guān)組成。
4.按權(quán)利要求
3所述的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理儀，其特征在于所說的模擬電子開關(guān)為由晶體管BG1和BG2、電阻R1、R2所組成的晶體管式電子開關(guān)。
5.按權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理儀，其特征在于該儀器重新設(shè)計的鍵盤，還包括設(shè)置均值和取樣次數(shù)功能鍵，上述功能鍵發(fā)出的信號也可存入狀態(tài)記憶接口，供主機查詢并根據(jù)監(jiān)控程序在主機進行數(shù)據(jù)處理。
6.按權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于儀器的各部分，包括主機、接口、作為整機顯示打印裝置和鍵盤輸入裝置的計算器以及超標報警器是相互結(jié)合裝配成一整體。
專利摘要
一種數(shù)字顯示打印式數(shù)據(jù)處理裝置，可與檢測汽車氣體排污物的指針顯示式紅外氣體分析儀配套使用，使被測氣體的排放量以數(shù)字形式顯示并打印出來，并能超標報警。本裝置采用鍵盤功能經(jīng)適當改造的帶打印機的計算器作為整機的顯示打印裝置和鍵盤輸入裝置。經(jīng)過適當接口與自行設(shè)計的主機(數(shù)據(jù)處理器)聯(lián)接，簡化了設(shè)計，具有較高的性能價格比。且小型便攜，使用方便，通用性強，可與多種型號的紅外分析儀配合。是環(huán)境保護機構(gòu)檢測汽車排污物的得力輔助工具。
文檔編號G01N21/00GK86206690SQ86206690
公開日1987年6月24日 申請日期1986年9月4日
發(fā)明者黃建鳴, 虞光華, 陳寧華, 王晶 申請人:廣東省科學院實驗工廠, 廣東省環(huán)境工程裝備總公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan