專利名稱：手持式多參數(shù)氣體測定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體測定技術(shù)，尤其是一種能同時檢測多種氣體 的多功能的手持式多參數(shù)氣體測定器。
背景技術(shù)：
隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，氣體檢測儀表的應(yīng)用領(lǐng)域越 來越廣。在煤礦企業(yè)，為了有效保證煤礦工人的安全以及保證煤礦企業(yè)正 常的安全生產(chǎn)，人們對儀器的使用性能要求越來越高，不再滿足于只能測 試單種氣體的檢測儀表，也不再滿足于單一功能的儀器。
目前，國內(nèi)針對氣體檢測而設(shè)計的測定器能同時檢測多種有害氣體的 便攜式儀器尚不多見，如果在危險環(huán)境中同時存在多種有害有毒氣體，則 必須攜帶兩臺以上的儀器，這對于作業(yè)者來說是非常不便的。而且現(xiàn)有的
氣體測定器一般設(shè)計成多鍵操作的，操作比較復(fù)雜，體積較大，攜帶不便； 功能比較少，獲取的信息較少；報警方式比較單一，報警點的設(shè)置也比較 單一，從而不能有效地檢測到工作環(huán)境中的有毒有害氣體以及人體生命維 系所需的氧氣的濃度。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種能同時檢測多種氣體、多功能的智能化 手持式多參數(shù)氣體測定器。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種手持式多參數(shù)氣體測定器， 包括可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氬傳感器、 一氧化碳傳感器、微 處理器、顯示模塊、報警輸出電路、按鍵電路、實時時鐘電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器、剩余電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路和電池充電管理電路。
可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、 一氧化碳傳感器、按
鍵電路、實時時鐘電路、存儲器、數(shù)據(jù)通訊電路、剩余電壓檢測電路和電
池充電管理電路的輸出端分別與微處理器的各輸入端相連。
顯示模塊、報警輸出電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器的輸入端分別與微
處理器的各輸出端相連。
穩(wěn)壓電路的輸出端與所有部分均相連。
從以上技術(shù)方案可知，本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器采用可燃 氣體傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、 一氧化碳傳感器能同時檢測多
種氣體的濃度；各種模塊和電路的設(shè)計增加了氣體測定器的功能，確保信 息獲取全面；測定過程的所有信號及數(shù)據(jù)的分析和處理都由微處理器實 現(xiàn)，智能化程度比較高。


圖1為本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器實施例二的傳感器信號處 理原理框圖。
具體實施方式
下面通過附圖和具體實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì) 描述。
實施例一
圖1為本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖， 如圖1所示，本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器包括可燃?xì)怏w傳感器1、 氧氣傳感器2、硫化氫傳感器3和一氧化碳傳感器4四種氣體傳感器，可 同時檢測四種氣體的濃度。微處理器5對檢測到的表示氣體濃度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和進(jìn)一步地處理，將對應(yīng)的氣體濃度值輸出到顯示模塊6進(jìn)行顯示；當(dāng) 檢測到的氧氣濃度值低于人類生存所必須的下限值時，或者毒性氣體的濃度 高于設(shè)定的安全上限值時，微處理器5產(chǎn)生報警信號，并將報警信號通過報 警輸出電路7的報警器發(fā)出；同時，微處理器5將報警信號、報警時的氣體 濃度值以及報警時的時間輸出到顯示模塊6進(jìn)行顯示。本實用新型手持式多 參數(shù)氣體測定器的孩i處理器5可選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM7S256，顯示 模塊6可選用TFT彩色液晶顯示屏。
剩余電壓檢測電路12用于檢測手持式多參數(shù)氣體測定器電池的剩余電 壓，微處理器5將剩余電壓檢測的結(jié)果輸出到顯示模塊6，對剩余電壓進(jìn)行 顯示，以確保在電池電量耗盡前及時充電，避免出現(xiàn)因電池電量耗盡而不能 檢測氣體濃度導(dǎo)致事故發(fā)生的情況。
電池充電管理電路14在剩余電壓^r測電^各12 4企測到電池電量低時，自 動為電池充電，電池充滿電后自動關(guān)斷充電，并將電池充電完信號輸出到樹: 處理器5，微處理器5將此信號輸出到顯示模塊6顯示。電池充電管理電路 14可采用由中星微電子公司生產(chǎn)的VA7205A作為主控芯片。
穩(wěn)壓電路13為微處理器5和多參數(shù)氣體測定器的其他部分提供穩(wěn)定的電 源，以確保各部分電路及模塊穩(wěn)定工作，延長各部分電路及模塊的使用壽命。 穩(wěn)壓電路13可釆用鋰電池穩(wěn)壓電路，該電路可由日本精工生產(chǎn)的R1170-3. 3V 芯片和美信公司生產(chǎn)的MAX766 0組成。
實時時鐘電路9為微處理器5提供所需的時鐘信號，使微處理器5根 據(jù)一定的采樣頻率對數(shù)據(jù)采樣和一定的周期對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。實時時鐘電 路9可采用菲利普公司生產(chǎn)的芯片PCF8563和一個32KHz晶振及兩個10KQ 的電阻組成。
存儲器10保存微處理器5分析和處理的檢測結(jié)果，以作為測定器的 歷史記錄存儲；同時存儲報警信號和報警輸出結(jié)果，以作為測定器的報警 記錄存儲。存儲器10可選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT45DB161B Flash芯片數(shù)據(jù)通訊電路11可用于將本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器連
接到上位PC機上，從而可以通過此數(shù)據(jù)通訊電路將測定器的所有數(shù)據(jù)傳 輸?shù)絇C機上，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的長期保存，為進(jìn)一步的氣體測定研究提供寶 貴的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)通訊電路11可采用RS232串行通訊接口，可由美國 德州儀器公司生產(chǎn)的Max3232作為主芯片，外圍由5個電容組成。 實施例二
圖2為本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器實施例二的傳感器信號處 理原理框圖，如圖2所示，四路運算放大器分別對四種氣體傳感器檢測到的 氣體濃度信號進(jìn)行放大，放大后的信號輸出到多通道A/D轉(zhuǎn)換器。為了節(jié)省 空間和傳輸數(shù)據(jù)的方便，本實用新型將A/D轉(zhuǎn)換器集成在微處理器5內(nèi)部。 微處理器5對轉(zhuǎn)換后的表示氣體濃度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和進(jìn)一步地處理，將對 應(yīng)的氣體濃度值輸出到顯示模塊顯示。
實施例三
現(xiàn)有氣體測定器的按鍵電路一般設(shè)計成多鍵操作形式，用多鍵對測定 器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置以及標(biāo)定調(diào)試，這樣，在實際使用過程中，使用人員的 操作比較復(fù)雜，在現(xiàn)場進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時，也容易出現(xiàn)由于頻繁設(shè)置而產(chǎn)生 設(shè)定錯誤的情況，以致使測定器的報警出現(xiàn)誤報或漏報的情況；而且多鍵 操作形式的測定器體積比較大，攜帶不便。
為了克服這 一 缺點，本實用新型的多參數(shù)氣體測定器的按鍵電路設(shè)計 成單鍵形式。測定器的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置通過上位PC機設(shè)置。在正常的測試 過程中，操作者只需操作 一 個鍵即可實現(xiàn) 一般參數(shù)的設(shè)置以及對測定器的 標(biāo)定調(diào)試，這樣就避免了復(fù)雜的操作，提高了安全性能。同時按鍵電路只 設(shè)計一個鍵，減少了測定器的體積，使測定器攜帶更方便。
實施例四
現(xiàn)有氣體測定器的報警輸出電路設(shè)計的報警器比較單一，報警器報警 點的設(shè)置也比較單一 ，從而不能有效地檢測環(huán)境中的氣體。為了克服這些缺點，本實用新型的手持式多參數(shù)氣體測定器除了在微 處理器判斷到氣體濃度低于下限值或高于上限值時發(fā)出報警信號外，還增
加了短時內(nèi)氣體暴露限度(Short Term Exposure Limit, STEL)報警點和8 小時時間加權(quán)平均值(8-hour Time Weighted Averages, TWA)報警點；同 時報警輸出電路設(shè)計有三種報警器電路聲音報警器電路、光報警器電路 以及振動報警器電路。這樣就能確保當(dāng)人體處于即時有害的環(huán)境中或者處于 時間上累計有害的環(huán)境中時，氣體測定器都能報警警示。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非 對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行修改 或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，
其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于包括可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器、微處理器、顯示模塊、報警輸出電路、按鍵電路、實時時鐘電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器、剩余電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路和電池充電管理電路，其中可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器、按鍵電路、實時時鐘電路、存儲器、數(shù)據(jù)通訊電路、剩余電壓檢測電路和電池充電管理電路的輸出端分別與微處理器的各輸入端相連；顯示模塊、報警輸出電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器的輸入端分別與微處理器的各輸出端相連；穩(wěn)壓電路的輸出端與所有部分均相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述按鍵電路設(shè)計成單鍵操作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于還 包括運算放大器和多通道A/D轉(zhuǎn)換器，所述多通道A/D轉(zhuǎn)換器對所述運算放 大器的輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述多通道A/D轉(zhuǎn)換器集成在所述微處理器內(nèi)部，所述微處理器對所述A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出信號進(jìn)行分析和處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述數(shù)據(jù)通訊電路采用RS232串行通訊接口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述顯示模塊為液晶顯示器，同時顯示不同種類氣體的濃度、剩余電壓、時間 和報警信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述存儲器為閃速Flash存儲器，存儲實時的檢測結(jié)果和報警時的報警信號。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式多參數(shù)氣體測定器，其特征在于所 述報警輸出電路包括聲音報警器、光報警器和振動報警器共三種報警器電 路。
專利摘要本實用新型公開了一種手持式多參數(shù)氣體測定器，包括可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器、微處理器、顯示模塊、報警輸出電路、按鍵電路、實時時鐘電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器、剩余電壓檢測電路、穩(wěn)壓電路和電池充電管理電路。可燃?xì)怏w傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、一氧化碳傳感器、按鍵電路、實時時鐘電路、存儲器、數(shù)據(jù)通訊電路、剩余電壓檢測電路和電池充電管理電路的輸出端分別與微處理器的各輸入端相連；顯示模塊、報警輸出電路、數(shù)據(jù)通訊電路、存儲器的輸入端分別與微處理器的各輸出端相連；穩(wěn)壓電路的輸出端與所有部分均相連。本實用新型能同時檢測多種氣體，按鍵操作簡單，體積小，能實現(xiàn)多報警點的報警。
文檔編號G08B21/16GK201382918SQ20092010615
公開日2010年1月13日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者李曉輝, 石建華, 高偉峰 申請人:鄭州創(chuàng)威煤安科技有限公司