專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體安全檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種氣體檢測(cè)儀器，尤其是用于煤礦中對(duì)瓦斯等氣體的安全檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前煤礦中用于對(duì)瓦斯等氣體的檢測(cè)主要有2種方法。一是目前絕大多數(shù)煤礦普遍采用的傳統(tǒng)的瓦斯或其它氣體檢測(cè)儀，由安檢員在礦井作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標(biāo)，便通知管理部門(mén)處理。即，人工分散采集，人工數(shù)據(jù)處理。這種方式造價(jià)低、投資省，檢測(cè)地點(diǎn)靈活，但對(duì)企業(yè)管理及安檢人員的品德素質(zhì)要求較高，工作量大，很難避免“跑班漏檢”及數(shù)據(jù)失實(shí)，也就難以杜絕重大事故的發(fā)生；二是采用“礦井抽放瓦斯工程”，在礦井中敷設(shè)管道，將相關(guān)檢測(cè)點(diǎn)的實(shí)際氣體通過(guò)泵站抽至檢測(cè)分析地點(diǎn)進(jìn)行分析或?qū)崪y(cè)，并使用管理軟件，在管理部門(mén)直接反映顯示在管理計(jì)算機(jī)界面上。即，系統(tǒng)分散采集，計(jì)算機(jī)集中處理。采用該種方法可實(shí)時(shí)檢測(cè)相應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的氣體濃度，使管理管道所到之處全部處于監(jiān)控之下，對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)可以方便地進(jìn)行分析處理，方便管理部門(mén)迅速作出相應(yīng)反應(yīng)。但該工程投資大，其靈活性、移動(dòng)性、延伸性差，施工較為困難且維護(hù)工作量較大。對(duì)于一些突發(fā)地段或場(chǎng)所，凡在工程氣體采集點(diǎn)以外的一些地方，仍只能采用常規(guī)檢測(cè)儀作為該系統(tǒng)的補(bǔ)充。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要的解決的技術(shù)問(wèn)題在于重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)氣體安全檢測(cè)儀，并引用地址信息讀取技術(shù)(亦即TOUCH MEMORY(iButton)技術(shù))，使其具有測(cè)試地點(diǎn)確立，測(cè)試地點(diǎn)記錄，檢測(cè)數(shù)據(jù)保存，檢測(cè)時(shí)間保存等功能，從而使檢測(cè)工作更規(guī)范，杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型氣體安全檢測(cè)儀包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測(cè)電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通信接口電路、時(shí)鐘電路及電源，所述的通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路。
上述氣體安全檢測(cè)儀，所述的控制電路由MSP430F133單片機(jī)、一晶體B3、兩電容C13、C14和IMP809R復(fù)位器及電阻R47、編程接口等組成，復(fù)位器的RST端與R47串接后接單片機(jī)的NMI/RS端口，晶體B3二端分別與單片機(jī)XIN和XO/TC端相連，然后B3二端對(duì)地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機(jī)內(nèi)部的反相電路組成振蕩電路為控制芯片MSP430F133提供工作所需的振蕩信號(hào)，所述數(shù)碼電路的12個(gè)外連端線分別與MSP430F133單片機(jī)的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連，所述單片機(jī)的DVCC、VER+、AVCC端接入電源中穩(wěn)壓電源的輸出端，P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與有害氣體檢測(cè)電路相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測(cè)電路中的放大器輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測(cè)端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入口，P2.7端口是電源電子開(kāi)關(guān)的控制端口，所述編程接口XJ分別與單片機(jī)MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相連，所述單片機(jī)的P3.3端口和P3.7端口為所述聲光提示電路的發(fā)光管的控制輸出端口；所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路是一AT45DB081存儲(chǔ)器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機(jī)的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源的輸出端；所述的外部地址信息通信接口電路由通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，上拉電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路同時(shí)作為充電電路，由通信充電連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，第一個(gè)XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開(kāi)關(guān)電路和電池相連，電阻R48一端接電源，另一端同時(shí)與XS的第三個(gè)端口和單片機(jī)的P3.5相連，穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機(jī)的P3.4、P3.5端口相連，并同時(shí)連接X(jué)S的第二、第三端口；所述時(shí)鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過(guò)電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對(duì)地分別接電容C7、C8，電池G1負(fù)極接地，電池G1正極接X(jué)1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機(jī)的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入電源電路的輸出端。
由于在本實(shí)用新型的氣體安全檢測(cè)儀中增加了時(shí)鐘電路、地址信息讀取電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和與計(jì)算機(jī)的通信電路，當(dāng)在煤礦中進(jìn)行實(shí)地氣體檢測(cè)時(shí)，將氣體安全檢測(cè)儀的地址信息通信端口XP與采集點(diǎn)中固定的地址信息部件相連，從中讀取信息鈕地址信息，同時(shí)時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。有害氣體檢測(cè)電路在將檢測(cè)到的環(huán)境氣體中有害氣體濃度輸出、放大、顯示的同時(shí)，實(shí)測(cè)時(shí)的檢測(cè)人員、檢測(cè)地點(diǎn)、檢測(cè)時(shí)間及檢測(cè)到的濃度數(shù)據(jù)等信息被存入存儲(chǔ)器，再通過(guò)通信接口XS，將存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息讀取輸入到管理計(jì)算機(jī)內(nèi)，還可進(jìn)行分析、判別和處理。另外，通過(guò)通信接口XS，管理計(jì)算機(jī)還可向檢測(cè)儀派發(fā)任。因此，在氣體安全檢測(cè)儀檢測(cè)、顯示氣體濃度、濃度超標(biāo)時(shí)聲光警示的同時(shí)，由于引入了派發(fā)任務(wù)、保存檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)地點(diǎn)、檢測(cè)濃度等參數(shù)據(jù)，使檢測(cè)工作更規(guī)范，能夠檢測(cè)檢查任務(wù)完成的情況，包括是否按派發(fā)任務(wù)規(guī)定的巡檢線路、檢測(cè)地點(diǎn)及時(shí)間等，能將數(shù)據(jù)與住處上傳給上級(jí)安全管理部門(mén)，使其能隨時(shí)查閱任何一個(gè)下屬企業(yè)的任一時(shí)段的檢測(cè)數(shù)據(jù)，能隨時(shí)向下屬企業(yè)發(fā)布指令或信息并在下屬企業(yè)以數(shù)據(jù)形式存檔保存，基本杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象。同時(shí)，相比于“礦井抽放瓦斯工程”，同樣的功能下其投資小，靈活性、移動(dòng)性、延伸性好，并無(wú)需工程施工和維護(hù)，非常方便。


圖1是氣體安全檢測(cè)儀的電路基本框圖；圖2是氣體安全檢測(cè)儀的電路原理圖；具體實(shí)施方式
如圖所示，安全檢測(cè)儀包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測(cè)電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通信接口電路、時(shí)鐘電路及電源。數(shù)碼顯示電路由八個(gè)8550三極管V1-V8、四個(gè)8050三極管V9-V12、20個(gè)電阻R1-R20和四個(gè)數(shù)碼管P1-P4連接而成。數(shù)碼電路主要用于顯示環(huán)境中實(shí)測(cè)CH4濃度、時(shí)間及提示符等有關(guān)數(shù)據(jù)與信息。有害氣體檢測(cè)電路由傳感器B1、兩直流放大電路TLV2252A(圖2中N2-1和N2-2)、TL431放大器N1、三極管V13、V14、V15、可變電阻RP1、RP2、電容C2-C6、和10個(gè)電阻R21-R26、R30-R33組成。由B1檢測(cè)環(huán)境氣體中有害氣體濃度并輸出直流電平，經(jīng)N2等組成的電路放大并送控制電路。電源電路由TPS76030穩(wěn)壓電源、8778電源開(kāi)關(guān)N6及電容C10-C12、電阻R42-R46、開(kāi)關(guān)SB1-SB2、兩IN4148二極管、V20、V21和三極管V2組成，用于為各部分電路提供工作電壓。聲光提示電路由雙色發(fā)光管V18、聲響指示器HA、電阻R27-R29、R39-R40及8050三極管V16組成。上述四部分電路與現(xiàn)有的氣體安全檢測(cè)儀基本相同。本實(shí)用新型氣體安全檢測(cè)儀所采用的控制電路由MSP430F133單片機(jī)N4、晶體B3、兩電容C13、C14和IMP804R復(fù)位器N7及電阻R47組成，復(fù)位器N7為單片機(jī)N4提供復(fù)位信號(hào)，其RST端與R47串接后接單片機(jī)的NMI/RS端口，其VCC端接電源，其GND端接地，晶體B3的兩端接N4的XIN、XO/TC端后其兩端分別對(duì)地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機(jī)N4的XIN、XO/TC連接后與N4中的片內(nèi)振蕩電路組成時(shí)鐘產(chǎn)生電路。接口XJ分別與單片機(jī)的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口及晶體B3的兩端相連組成單片機(jī)N4的編程接口。單片機(jī)N4中集成12位A/D轉(zhuǎn)換器、基準(zhǔn)電壓電路、采樣保持電路，A/D轉(zhuǎn)換輸入端口為P6端口。數(shù)碼電路的12個(gè)外連端線分別與MSP430F133單片機(jī)的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連。單片機(jī)N4的DVCC、VER+、AVCC端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端。單片機(jī)N4的P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路R29相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與有害氣體檢測(cè)電路R21相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測(cè)電路中的放大器N2輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測(cè)端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入口，P2.7端口是電源電子開(kāi)關(guān)的控制端口。聲光提示電路中雙色發(fā)光管的一端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端，另一端分別接入單片機(jī)N4的P3.3端口、P3.7端口。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路是一AT45DB081存儲(chǔ)器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機(jī)的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源N5的輸出端。單片機(jī)N4通過(guò)存儲(chǔ)器D的SCK、SI、SO端口以串行外圍設(shè)備接口SPI模式0或3與存儲(chǔ)器D通信，單片機(jī)N4將指令、存儲(chǔ)地址、數(shù)據(jù)輸入存儲(chǔ)器D中，存儲(chǔ)器D根據(jù)指令、存儲(chǔ)地址自動(dòng)將數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭氪鎯?chǔ)器D。通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路兩部分。外部地址信息通信接口電路由通信通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地。端口XP用于接觸地址信息部件。上拉電阻R36用于給地址信息部件提供電流，且為N4的P1.7端口提供高電平。穩(wěn)壓管V17用于限制高于3伏的電壓，保護(hù)端口免受高電位的沖擊。N4的P1.7端口是數(shù)據(jù)輸入、輸出口并為數(shù)據(jù)的輸入輸出提供時(shí)鐘信號(hào)。檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路由通信連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，通信連接端口XS與充電插座共用，既用于本機(jī)內(nèi)部電池充電，也用于本機(jī)與管理計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信。第一個(gè)XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開(kāi)關(guān)電路和電池相連。電阻R48一端接穩(wěn)壓電源N5的輸出端，另一端同時(shí)與XS的第三個(gè)端口和單片機(jī)的P3.5相連，為P3.5端口提供高電平。穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機(jī)的P3.4、P3.5端口相連，并同時(shí)連接X(jué)S的第二、第三端口，它們用于限制高于3伏的電壓，保護(hù)P3.4和P3.5端口。P3.5和P3.4是單片機(jī)N4的串行端口，可以自動(dòng)以預(yù)先編程的速率完成與計(jì)算機(jī)間的7位或8位數(shù)據(jù)的傳送。時(shí)鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過(guò)電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對(duì)地分別接電容C7、C8，上述元件相連后形成振蕩電路為時(shí)鐘電路提供時(shí)基。電池G1負(fù)極接地，電池G1正極接X(jué)1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機(jī)的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端，X1203的VSS端接地。SCL、SIA端為I2C的兩線接口，單片機(jī)通過(guò)這二個(gè)端口與時(shí)鐘電路N3通信發(fā)送指令、地址、數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和讀取時(shí)鐘數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.氣體安全檢測(cè)儀，包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測(cè)電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路和電源，其特征在于，它還包括分別與所述控制電路相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通信接口電路和時(shí)鐘電路，所述的通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體安全檢測(cè)儀，其特征在于，所述的控制電路由MSP430F133單片機(jī)、一晶體B3、兩電容C13、C14和IMP809R復(fù)位器及電阻R47、編程接口等組成，復(fù)位器的RST端與R47串接后接單片機(jī)的NMI/RS端口，晶體B3二端分別與單片機(jī)XIN和XO/TC端相連，然后B3二端對(duì)地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機(jī)內(nèi)部的反相電路組成振蕩電路為控制芯片MSP430F133提供工作所需的振蕩信號(hào)，所述數(shù)碼電路的12個(gè)外連端線分別與MSP430F133單片機(jī)的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連，所述單片機(jī)的DVCC、VER+、AVCC端接入電源中穩(wěn)壓電源的輸出端，P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與所述有害氣體檢測(cè)電路相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測(cè)電路中的放大器輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測(cè)端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入口，P2.7端口是電源電子開(kāi)關(guān)的控制端口，所述編程接口XJ分別與單片機(jī)MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相連，所述單片機(jī)的P3.3端口和P3.7端口為所述聲光提示電路的發(fā)光管的控制輸出端口；所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路是一AT45DB081存儲(chǔ)器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機(jī)的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源的輸出端；所述的外部地址信息通信接口電路由通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，上拉電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路同時(shí)作為充電電路，由通信充電連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，第一個(gè)XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開(kāi)關(guān)電路和電池相連，電阻R48一端接電源，另一端同時(shí)與XS的第三個(gè)端口和單片機(jī)的P3.5相連，穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機(jī)的P3.4、P3.5端口相連，并同時(shí)連接X(jué)S的第二、第三端口；所述時(shí)鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過(guò)電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對(duì)地分別接電容C7、C8，電池G1負(fù)極接地，電池G1正極接X(jué)1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機(jī)的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入電源電路的輸出端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣體安全檢測(cè)儀器,用于煤礦中對(duì)瓦斯等氣體的安全檢測(cè)。它包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測(cè)電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、通信接口電路、時(shí)鐘電路及電源,通信接口電路又包括外部地址信息的通信接口電路和檢測(cè)儀與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信接口電路。用本實(shí)用新型的安全檢測(cè)儀在煤礦中進(jìn)行實(shí)地氣體檢測(cè)時(shí),可將氣體安全檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)人員、檢測(cè)地點(diǎn)、檢測(cè)時(shí)間及檢測(cè)到的濃度數(shù)據(jù)等信息被存入存儲(chǔ)器,并可通過(guò)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、判別和處理。這樣不但使檢測(cè)工作更規(guī)范,能基本杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象,而且其投資小,靈活性、移動(dòng)性、延伸性好,無(wú)需工程施工和維護(hù),非常方便。
文檔編號(hào)G08B21/16GK2502272SQ0125370
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2001年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者張學(xué)珠, 孫祖眉 申請(qǐng)人:浙江嘉科電子有限公司, 甘肅工業(yè)職工大學(xué)