便攜式多種氣體智能檢測報警儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種便攜式多種氣體智能檢測報警裝置，用于同時精確監(jiān)測環(huán)境的多種氣體濃度。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化的發(fā)展，各種氣體不斷在生產(chǎn)、生活中出現(xiàn)，在給社會帶來進(jìn)步的同時也威脅著我們的健康。一方面，以往我們不太注意或者說無需注意的有毒有害氣體危害也己經(jīng)開始滲入到我們每天的工作和生活之中，另一方面在煤炭、石油天然氣的勘探開采以及化工等生產(chǎn)領(lǐng)域，甲烷、一氧化碳、硫化氫等可燃、易爆氣體是造成重大安全事故的主要原因之一。而在現(xiàn)有設(shè)備中，氣體檢測儀器多是采用單一氣體檢測、定制多種氣體檢測等形式成本高并，這些氣體檢測儀器只能針對指定的氣體、不方便攜帶，且對于一些特定場所氣體檢測較為困難。而本設(shè)計(jì)利用基于GSM網(wǎng)絡(luò)的多種氣體智能檢測裝置，簡便并可以根據(jù)所要測氣體選擇傳感器，同時通過GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)測，為我們?nèi)粘Ｉ罱】岛凸I(yè)生產(chǎn)安全提供有力的保障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于在手持或是需要固定無人環(huán)境中，同時實(shí)時精確檢測多種氣體濃度變化情況，及時存取并通過GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)時將數(shù)據(jù)和信息傳送到上位機(jī)和移動終端設(shè)備上，進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測管理和報警。
[0004]由于現(xiàn)有技術(shù)并不能完全實(shí)現(xiàn)上述功能，因此設(shè)計(jì)了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)的便攜式多種氣體智能檢測報警裝置，其結(jié)構(gòu)包括:氣體傳感器矩陣(01);信號處理模塊(02);MSP430微處理器(03) ;SD存儲模塊(04);按鍵面板(05);電源模塊(06) ;LCD顯示模塊
(07);聲光報警模塊(08) ;GSM傳輸模塊(09);上位機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊(10);移動終端設(shè)備
(11)。其中，氣體傳感器矩陣模塊(01)是由3路氣體傳感器組成，在氣體采集端采用氣泵和多個氣室組合可以同時檢測3種氣體濃度，并且每一路中的氣體傳感器均可以根據(jù)實(shí)際測量需求更換為相應(yīng)類型的氣體傳感器以適用于不同氣體測量場所；信號處理模塊(02)由一片LM324N運(yùn)放、三個滑動變阻器和九個固定電阻組成，其中LM324N運(yùn)放集成了 4個運(yùn)放，分別為運(yùn)放UA、運(yùn)放UB、運(yùn)放UC和運(yùn)放UD，運(yùn)放UA與電阻R2和滑動變阻器Rl組成同相比例放大電路，滑動變阻器Rl與運(yùn)放UA輸出端相連，運(yùn)放UA的正輸入端為信號輸入端；電阻R5 —端與12V電源相接一端經(jīng)過滑動變阻器R3與地相接提供一個可變電壓信號；運(yùn)放UA輸出信號通過電阻R4與可變電壓信號通過電阻R7相接再通過電阻R6接入運(yùn)放UB的正相輸入端，運(yùn)放UB的輸出信號通過電阻RlO和電阻R8分壓后輸入運(yùn)放UB的反相輸入端；同時運(yùn)放UB的輸出信號通過滑動變阻器Rll輸出電流信號；電阻R12為采樣電阻，最終的輸出信號又通過運(yùn)放UC組成的電壓跟隨器接電阻R9后反饋的運(yùn)放UB的正相輸入端，從而實(shí)現(xiàn)信號的線性變換并將出入信號轉(zhuǎn)換為電流信號輸出。在調(diào)整氣體傳感器時，可以通過調(diào)整可變電阻R3和電阻RlI實(shí)現(xiàn)對輸出信號的調(diào)零校正；同時在更換傳感器后進(jìn)行硬件調(diào)零校正后還可以使用鍵盤配合系統(tǒng)進(jìn)行軟件標(biāo)定，以實(shí)現(xiàn)對氣體濃度更精確的測量。
[0005]所述輸出設(shè)備包括IXD顯示模塊(07)和聲光報警模塊(08)，IXD顯示模塊(07)用于實(shí)時顯示當(dāng)前各種氣體濃度和個設(shè)置參數(shù)；聲光報警模塊(08)由發(fā)生裝置和信號燈組成，當(dāng)所測量值超出氣體標(biāo)定值時裝置發(fā)出聲光報警信號；所述LCD顯示模塊(07)和聲光報警模塊(08)分別與所述的微處理器連接。
[0006]所述MSP430微處理器(03)采用MSP430F2618處理器。
[0007]所述SD存儲模塊(04)采用獨(dú)立的SD卡模塊，以提高讀寫速度。
[0008]所述按鍵面板(05)為十六鍵的小鍵盤，用于系統(tǒng)復(fù)位、傳感器軟件調(diào)零校正、氣體檢測范圍設(shè)定等功能。
[0009]無線通訊系統(tǒng)包括與微處理器連接的GSM傳輸模塊(09)、移動終端設(shè)備(11)和上位機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊(10)。上位機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊(10)為在線數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線管理和交流；移動終端設(shè)備(11)主要為手機(jī)和實(shí)現(xiàn)GSM數(shù)據(jù)傳輸功能的移動設(shè)備。數(shù)據(jù)與報警信號均由GSM傳輸模塊(09)分別發(fā)送到移動終端設(shè)備(11)和上位機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊
[10]0
[0010]上述一種便攜式多種氣體智能檢測報警裝置，其特點(diǎn)在于:氣體采集端由氣室和氣泵組合使測量的氣體定量化，以提高氣體檢測濃度的精度；同時采用硬件和軟件調(diào)零校正相結(jié)合的形式對傳感器的信號進(jìn)行校正，減小由傳感器帶來的誤差；并且在傳感器硬件調(diào)零校正時，信號處理電路還將微小的信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號，提高了系統(tǒng)抗干擾能力；系統(tǒng)自帶的SD卡模塊實(shí)現(xiàn)了對測量數(shù)據(jù)的及時存取存儲；同時采用GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實(shí)時傳送指定上位機(jī)并自動加入在線數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；并且當(dāng)測量氣體濃度超出要求濃度時報警并及時將信息已短信形式發(fā)送到監(jiān)測指定的手機(jī)上，以實(shí)現(xiàn)對氣體的實(shí)時監(jiān)測。
[0011]該實(shí)用新型做到了實(shí)時精確同時檢測多種氣體濃度變化情況、節(jié)約了測量成本、改善了測量人員的工作環(huán)境、擴(kuò)大了氣體監(jiān)測的范圍、并進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化管理，對于今后我國便攜式智能化氣體檢測起到了一定的推動作用。
【附圖說明】
[0012]圖1是整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是信號處理電路的電路框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]在煤礦中，空氣中充斥著許多易燃易爆和有害的氣體，如氧化氮、一氧化碳和硫化氫等氣體。當(dāng)使用該便攜式多種氣體智能檢測報警裝置時，首先根據(jù)要求和實(shí)際情況確定三種需測量的氣體，這里選擇氧化氮、一氧化碳和硫化氫三種氣體濃度作為檢測的指標(biāo)，接著選擇適當(dāng)?shù)难趸⒁谎趸己土蚧瘹錃怏w濃度傳感器分別放置在氣體傳感器矩陣(01)中，然后通過氣泵往氣室中純氮?dú)?