汽車排汙紅外氣體分析儀數據處理裝置的製作方法

2023-06-07 03:17:51

專利名稱:汽車排汙紅外氣體分析儀數據處理裝置的製作方法
本實用新型涉及檢測汽車排汙物指針式紅外氣體分析儀的數字顯示列印式數據處理裝置。
目前用於汽車排汙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，缺少數據處理和列印記錄裝置，使用不方便，非常需要配置小型便攜的，帶印表機的數字顯示式數據處理裝置。曾經有人採用現成的單板機再配上若干外圍設備的技術方案來實現此目的，但現成單板機由於考慮通用性不切合實際應用技術的特點，與其配套的外圍設備過於昂貴，做出的樣機體積大，性能價格比低，難以適應用戶要求。
本實用新型的任務是提供一種能與檢測汽車氣體排汙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，小型便攜的數字顯示列印式數據處理裝置。
本實用新型由主機、接口、顯示列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轉換器，將經線性放大後的模擬信號轉換成相應的數字量，採用多通道的A／D轉換器(例如8通道8位A／D轉換器)使裝置具有較強擴充能力；中央處理單元(CPU)；存貯器，包括一個存放監控程序的ROM和作為堆棧、輸入數據暫存，中間處理結果暫存、顯示、列印緩衝暫存的RAM；埠解碼電路，根據程序產生控制A／D轉換器和各接口電路工作的埠控制信號。其方框圖如圖1所示。接口部分包括顯示、列印、送數接口；量程、車型選擇指示接口；狀態記憶接口。本實用新型的特徵是採用帶印表機的計算器或其成套組件，最好採用普通小型的僅有四則運算功能的帶印表機的計算器，例如採用三穗牌(SANSYU LN－88)的計算器，作為整機的顯示、列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據輸出相關的顯示，列印和送數諸鍵的功能，其輸入輸出線通過顯示、列印、送數接口與主機連接。以三穗牌(SANSYU LN－88)為例，原鍵盤有27個鍵按一定規律分布，由8條輸出線，4條輸入線(相對於計算器IC晶片)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重新設計後只保留＃、↑、C、÷、＋、＝、·、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9等鍵的功能，鍵盤的8條輸出、4條輸入按以上規律連接到顯示、列印、送數接口，使主機通過接口控制鍵盤、印表機和顯示器工作，改造後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後的接線示意圖分別如圖4和圖5所示。
採用其它型號的帶印表機的計算器作為顯示、列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計，設置量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復位等功能鍵，根據需要還設置了均值、取樣次數功能鍵。
本實用新型的特徵還在於幾個接口電路的設置，包括一個顯示、列印、送數接口，起數據輸出緩衝和電平轉換作用，使主機和上述計算器的輸入輸出線聯繫起來。該接口由緩衝器和起電平轉換作用的模擬電子開關組成，其模擬電子開關可由電晶體BG1和BG2、電阻R1、R2組成，「1」、「2」、「3」端分別接對應的計算器輸出、輸入和緩衝器的輸出，當「3」端TTL電平為「0」時，電子開關斷開，TTL電平為「1」時，電子開關閉合。
一個狀態記憶接口，由狀態記憶鎖存器組成，上述量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復位、以及均值、取樣次數選擇等功能鍵發出的信號可通過由觸發器或觸發器與門電路的組合電路化成二進位信號存入該狀態記憶接口，供主機查詢。
一個量程、車型選擇指示接口由觸發器和驅動電路組成，可把量程選擇、車型選擇功能鍵發出的信號轉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據總線相聯繫的，並受埠解碼電路產生的控制信號控制。
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(汽油車怠速汙染物排放標準)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、作為整機顯示列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，經放大後的信號送入A／D轉換器，按下取樣鍵後，在監控程序的控制下，CPU即通過埠解碼器發出允許A／D進行比較轉換的信號，當A／D轉換結束，將其結束標誌送到狀態記憶鎖存器，CPU查詢到此標誌後，即將轉換的數據送到輸入緩衝器(RAM)中暫存，並再發允許A／D轉換的信號，重複以上過程。將兩組數據都暫存後，程序開始對輸入數據進行處理，同時根據選擇的狀態，判斷當前的處理條件，程序處理好的數據，分別送到顯示緩衝器和列印緩衝器(RAM)中暫存，同時進行超標比較，若超標則啟動報警，然後根據印表機、顯示器等狀態，將數據通過接口送到顯示，列印裝置中去。本裝置的監控程序存放在ROM中，其流程圖如圖7所示。
本實用新型根據紅外氣體分析儀的特點和檢測汽車氣體排汙物的標準和要求進行整機硬體和軟體設計，可對電量模擬信號進行數據處理，並進行數字顯示和列印記錄。由於採用現成的帶印表機的計算器，尤其是選取小型的僅有四則運算功能的帶印表機的計算器作為整機顯示列印裝置和鍵盤輸入裝置，簡化了設計，容易實現整機的小型化，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，特別適於作為檢測汽車氣體排汙物的紅外氣體分析儀的數據處理裝置，適當改造，也可作為一般數據採集系統的數據處理裝置。
附圖(1)為主機方框圖。
附圖(2)為顯示、列印、送數接口框圖。
附圖(3)為量程、車型選擇指示接口和選擇狀態記憶接口框圖。
附圖(4)為採用的帶印表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後的接線示意圖。
附圖(6)為本實用新型鍵盤示意圖。
附圖(7)為本實用新型監控程序流程圖。
本實用新型的最佳實施例採用三穗牌(SANSYU LN－88)計算器作為整機顯示列印裝置和鍵盤輸入裝置，計算器IC晶片型號為M50711－551FP，印表機型號為EPSON、MODE－41，鍵盤依上述原則進行改造。顯示列印送數接口由緩衝器和電晶體式電子開關組成，主機部分由二通道的線性運放器、8通道8位A／D轉換器、Z－80CPU、4KROM和1KRAM作為存貯器，3－8線解碼器作為埠解碼電路，超標報警器通過另一緩衝器與數據總線聯繫，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，整機具有兩個數據輸入接口，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；本裝置可手動列印日期、車號、平均值，可自動列印每次取樣數值及平均值，能顯示任意選擇的當前列印的HC或CO值，並具有超標報警功能。
權利要求
1.一種作為檢測汽車氣體排汙物的指針式顯示的紅外氣體分析儀的數字顯示列印式數據處理裝置，其主機部分包括線性放大器、A/D轉換器，中央處理單元(CPU)、貯存器和埠解碼電路，本實用新型的特徵在於採用帶印表機的計算器或其成套組件作為顯示、列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據輸出相關的顯示、列印和送數諸鍵的功能，其他按鍵功能重新設計，包括設置量程選擇、車型選擇、顯示選擇、復位諸功能鍵；該儀器還包括一個顯示、列印、送數接口，作數據輸出緩衝並進行電平轉換，使主機與計算器的輸入輸出線聯繫起來；一個狀態記憶接口，記憶上述新設計的功能鍵發出的信號。供主機查詢；一個量程、車型選擇指示接口，把量程、車型選擇按鍵發出的信號轉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據總線相連接，並受埠解碼電路產生的控制信號控制。
2.按權利要求
1所述的數字顯示列印式數據處理裝置，其特徵在於所說的作為整機顯示，列印裝置和鍵盤輸入裝置的帶印表機的計算器，最好採用普通小型的僅帶四則運算功能的帶印表機的計算器。
3.按權利要求
1所述的數字顯示列印式數據處理裝置，其特徵在於所說的顯示、列印送數接口由緩衝器和模擬電子開關組成。
4.按權利要求
3所述的數字顯示列印式數據處理儀，其特徵在於所說的模擬電子開關為由電晶體BG1和BG2、電阻R1、R2所組成的電晶體式電子開關。
5.按權利要求
1所述的數字顯示列印式數據處理儀，其特徵在於該儀器重新設計的鍵盤，還包括設置均值和取樣次數功能鍵，上述功能鍵發出的信號也可存入狀態記憶接口，供主機查詢並根據監控程序在主機進行數據處理。
6.按權利要求
1所述的數字顯示列印式數據處理裝置，其特徵在於儀器的各部分，包括主機、接口、作為整機顯示列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合裝配成一整體。
專利摘要
一種數字顯示列印式數據處理裝置，可與檢測汽車氣體排汙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字形式顯示並列印出來，並能超標報警。本裝置採用鍵盤功能經適當改造的帶印表機的計算器作為整機的顯示列印裝置和鍵盤輸入裝置。經過適當接口與自行設計的主機(數據處理器)聯接，簡化了設計，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。是環境保護機構檢測汽車排汙物的得力輔助工具。
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, 廣東省環境工程裝備總公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan