氧氣、溫溼度數據採集系統的製作方法
2023-06-21 08:43:46 2
專利名稱：氧氣、溫溼度數據採集系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於環境參數測量領域中，對氧氣、溫溼度數據進行採集的裝置。
背景技術：
傳統的氧氣、溫溼度數據採集系統一般使用單片機作為核心控制元件，配合A/D模塊，液晶顯示模塊等進行數據採集工作，其採集頻率低，數據誤差大，多點組網困難等缺點都很難克服，而且傳統工業上用於檢測氧氣的傳感器大多數通過其探頭的電阻或電容變化來測定氧氣濃度，易受到外界電場、磁場等的幹擾。而且在易燃、易爆環境中還會帶來安全方面的隱患。··發明內容為了解決背景技術中所提到的技術問題，本實用新型提供一種可應用LabVIEW軟體的氧氣、溫溼度數據採集系統，該種系統可實現氧氣、溫溼度數據的高頻率採樣和多點數據採集，易於實現組網通信，具有較強的抗故障能力。本實用新型的技術方案是該種氧氣、溫溼度數據採集系統，包括氧氣傳感器、溫度傳感器和溼度傳感器，其特徵在於所述數據採集系統還包括氧氣傳感器數據處理電路、美國NI公司的PCI-6251數據採集卡和內置有LabVIEW軟體的上位機；所述氧氣傳感器數據處理電路採用AD824運算放大器作為核心處理晶片，所述氧氣傳感器數據處理電路的信號輸入端連接至氧氣傳感器的信號輸出端，氧氣傳感器數據處理電路的信號輸出端連接至PCI-6251數據採集卡的數據輸出端；所述PCI-6251數據採集卡的數據輸出端連接至上位機的數據輸入端。另外，在以上方案基礎上可以得到進一步優化方案，即在所述氧氣傳感器數據處理電路的數據輸出端和PCI-6251數據採集卡的數據輸入端之間連接有一個氧氣數據處理中間緩衝電路。本實用新型具有如下有益效果該種系統構建了一個可以應用LabVIEW軟體的氧氣、溫溼度數據採集系統，因此形成了一個虛擬儀器平臺。這個平臺具有強大的數據採集能力，友善的編程環境和多樣化的網絡通信能力，可更好地滿足工農業生產的需要。該數據採集系統可實現數據的高頻率採樣，採樣頻率達到IKHz以上，同時該系統可實現多點數據採集，只要具備統一的監控終端上位機軟體，就能夠避免傳統設備在多點採集時造成的資源浪費，而且可實現各個監控終端的組網通信，實現數據的遠程交流，並且能夠增強抗故障能力。另外，該系統外圍電路少、可靠性好、穩定性好、靈敏度高、分析迅速等優點，具有廣闊的市場應用前景。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是展示本實用新型中所述氧氣傳感器數據處理電路的電氣原理圖。[0010]圖3是展示本實用新型中所述氧氣數據處理中間緩衝電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖I所示，該種基於LabVIEW軟體的氧氣、溫溼度數據採集系統，包括氧氣傳感器、溫度傳感器和溼度傳感器，其特徵在於所述數據採集系統還包括氧氣傳感器數據處理電路、美國NI公司的PCI-6251數據採集卡和內置有LabVIEW軟體的上位機；所述氧氣傳感器數據處理電路採用AD824運算放大器作為核心處理晶片，所述氧氣傳感器數據處理電路的信號輸入端連接至氧氣傳感器的信號輸出端，氧氣傳感器數據處理電路的信號輸出端連接至PCI-6251數據採集卡的數據輸出端；所述PCI-6251數據採集卡的數據輸出端 連接至上位機的數據輸入端。圖2是展示本實用新型中所述氧氣傳感器數據處理電路的電氣原理圖。之所以需要添加該電路，是由於對於溫度和溼度傳感器的轉換信號均為標準信號，而AJD-I氧氣傳感器只能將氧氣信號轉換成O 4mV電信號，需要進一步處理為I 5V標準信號後才能通過採集卡收集。該信號處理電路的核心晶片是AD824運算放大器，該放大器是美國模擬器件公司生產的單電源、低功耗、精密場效應輸入的運算放大器，該放大器內部含有四個性能匹配的運算放大器。由於最初氧氣信號是O 4mV的微弱小信號，同時該信號中存在著一定頻率的擾動信號，影響氧氣含量的測量精度，需要進行濾波去擾處理，因此，可以在所述氧氣傳感器數據處理電路的數據輸出端和PCI-6251數據採集卡的數據輸入端之間連接有一個氧氣數據處理中間緩衝電路。其電路圖如圖3所示，該濾波電路採用RC濾波電路，其中電阻R可通過可調電阻進行微調，通過實際調試，選擇合適的濾波電阻，從而濾除幹擾信號。在本方案中採用美國NI公司生產的PCI-6251數據採集卡實現對氧氣、溫度、溼度傳感器產生的電壓信號的採集，通過LabVIEW軟體自帶的DAQ模塊建立採集卡與終端機之間的通信。利用LabVIEW軟體作為平臺進行編程，設計出可以實現電壓信號計算並且顯示氧氣、溫度、溼度數值的上位機終端平臺。本系統通過傳感器對工況環境中的氧氣、溫度、溼度值進行採集之後，通過信號處理電路將其轉換為I 5V的電壓，然後利用NI PCI-6251數據採集卡對這些電壓進行採集至LabVIEW分析平臺，通過分析平臺的算法，對上傳的數據進行分析和計算，得出對應的工況環境信息值，並繪出變化曲線，同時找出工況環境中的極值和關鍵值，對這些極值和關鍵值進行存檔，方便以後調用並做分析。而為了能夠對工況環境進行全方位監控，採集卡可以同時對多點數據進行採集，並且同時可以有多套採集卡同時工作，大大增強了環境監控和採集能力；而每個採集卡對應一個終端LabVIEW平臺，終端之間可以通過區域網進行通信，交換採集的數據信息，當其中一個終端平臺遭遇採集故障時，只要採集卡和網絡能夠正常使用，其它終端平臺就可以代替此終端進行數據分析工作，大大提高了整個監控系統的抗故障的能力。
權利要求1. 一種氧氣、溫溼度數據採集系統，包括氧氣傳感器、溫度傳感器和溼度傳感器，其特徵在於所述數據採集系統還包括氧氣傳感器數據處理電路、美國NI公司的PCI-6251數據採集卡和上位機；所述氧氣傳感器數據處理電路採用AD824運算放大器作為核心處理晶片，所述氧氣傳感器數據處理電路的信號輸入端連接至氧氣傳感器的信號輸出端，氧氣傳感器數據處理電路的信號輸出端連接至PCI-6251數據採集卡的數據輸出端；所述PCI-6251數據採集卡的數據輸出端連接至上位機的數據輸入端；在所述氧氣傳感器數據處理電路的數據輸出端和PCI-6251數據採集卡的數據輸入端之間連接有一個氧氣數據處理中間緩衝電路。
專利摘要一種基於LabVIEW軟體的氧氣、溫溼度數據採集系統。主要解決現有的此類數據採集系統中存在的頻率低、數據誤差大和多點組網困難的問題。其特徵在於所述數據採集系統還包括氧氣傳感器數據處理電路、美國NI公司的PCI-6251數據採集卡和內置有LabVIEW軟體的上位機；氧氣傳感器數據處理電路採用AD824運算放大器作為核心處理晶片，氧氣傳感器數據處理電路的信號輸入端連接至氧氣傳感器的信號輸出端，氧氣傳感器數據處理電路的信號輸出端連接至數據採集卡的數據輸出端；PCI-6251數據採集卡的數據輸出端連接至上位機的數據輸入端。所述系統可實現氧氣、溫溼度數據的高頻率採樣和多點數據採集，易於實現組網通信，具有較強的抗故障能力。
文檔編號G01D21/02GK202676204SQ20122023184
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者邢思遠, 劉小斌, 劉延軍, 馬一玫, 孟子慧, 孫悅含 申請人:東北石油大學