可燃氣體濃度採集模塊的製作方法

2023-06-15 02:01:51

專利名稱：可燃氣體濃度採集模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種檢測儀器，特別是用於對可燃氣體濃度進行數據採集的儀器 部件。
背景技術：
在使用可燃氣體的場所，為了確保安全常常需要設置大量的可燃氣體濃度檢測設 備，現有的可燃氣體濃度採集系統大多是單路檢測，需要的設備數量多，管理複雜，不利於 集中控制。

實用新型內容為了克服現有的可燃氣採集設備單路檢測，不利於集中控制的的不足，本實用新 型的目的是提供一種可燃氣體濃度採集模塊，該可燃氣體濃度採集模塊可以同時採集多路 可燃氣濃度信息。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種可燃氣體濃度採集模塊， 其特徵是主要包括開關電源電路、電流採集電路、使用PIC16F690單片機的主控電路、485 通訊電路，所述的使用PIC16F690單片機的主控電路結構為PIC16F690單片機IC2的內置 A/D轉換電路的輸入腳7、8、9、13、14、15、16、17分別與8路電流採集電路連接，IC2的第10 和第12腳作為USART與485通訊電路連接，IC2的2腳和3腳連接著外接晶體振蕩器，IC2 的5腳連接工作狀態指示電路。所述的開關電源電路的晶片ICl採用LM2575-5晶片，將24V轉換成5V，其電路連 接方式為ICl的3腳和5腳接地，ICl的1腳與地之間裝有濾波電解電容El，ICl的2腳連 接D2的陰極組成PWM震蕩電路，ICl的4腳為反饋腳，L3和E2組成輸出濾波電路。所述的開關電源電路上還設有防接反和過流保護電路其結構為二極體Dl的陽 極接24V接線端子，Dl的陰極連接PTC1，PTCl另一端經放電管接地。所述的電流採集電路的結構為電流信號經過PTC4和BS4組成的保護電路後進入 Rll轉換得電壓信號進入R12和C8組成的濾波電路濾除幹擾後進入IC2的7腳LM385穩壓 電路WY2並聯在C8兩端。所述的485通訊電路結構是IC2的第10腳是PIC16F690單片機的串口發送腳， 負責向外發送數據，連接IC3的4腳，IC2的12腳是PIC16F690單片機的串口發送腳，連 接IC3的1腳，IC3的4腳接收到信息後，IC3將信息轉換成RS485差分信號發送到RS485 總線上，IC3同時接收來自RS485網絡的信息，轉換成TTL信號通過IC3的1腳傳給IC2的 12腳，IC3的2腳和3腳並聯在一起連接到IC2的11腳，作為RS485總線收發控制信號， 當IC2的11腳輸出高電平時，IC3向RS485總線發送數據，當IC2的11腳輸出低電平時， IC3從RS485總線接收數據，IC3的5腳是電源地連接GND，IC3的8腳是電源正，通過L6連 到5V，C3的6腳和7腳分別為RS485總線的A+和B-信號，所述的RS485總線收發晶片為 sn65hvd3082o[0009]所述的外接晶體振蕩器結構是IC2的2腳和3腳連接JZ(頻率為11. 0592MHz的 精密晶體振蕩器)的兩端，通過通過22pF的電容C5和C6連接到GND。所述的工作狀態指示電路結構是IC2的5腳連接R5 —端，控制LDl的閃爍，每秒 鍾閃爍一次，R5另一端連接LDl的陽極，LDl的陰極連接GND。本實用新型充分利用PIC16F690單片機具備內置A/D轉換電路的功能使本模塊實 現同時採集8路電流信號如輸入端安裝可燃氣體濃度傳感器就可以同時採集8各不同位置 的可燃氣濃度信息，由於設有485通訊電路可以隨時將這些信息發送和遠傳到監測和控制 設備，本實用新型還設有防電源反接和過壓過流保護可以避免操作失誤或其他故障損壞設 備，提高了設備的可靠性。

圖1為本實用新型的電路結構方框圖，圖2為圖1中電源電路示意圖，圖3為圖1中主控電路示意圖，圖4為圖1中通訊電路示意圖，圖5為圖1中採集電路示意圖。圖中，1.通訊信號輸出埠，2. 485通訊電路，3.晶體振蕩器電路，4.主控電路， 5.開關電源電路，6.工作狀態指示電路，7.電流採集電路，8.電流信號輸入埠。
具體實施方式
本實用新型的具體實施方式
是，如圖所示實施例1，一種可燃氣體濃度採集模塊，其結構是主要包括開關電源電路5、電流 採集電路7、使用PIC16F690單片機的主控電路4、485通訊電路2，所述的使用PIC16F690 單片機的主控電路結構為PIC16F690單片機IC2的內置A/D轉換電路的輸入腳7、8、9、13、 14、15、16、17分別與8路電流採集電路連接，IC2的第10和第12腳作為USART與485通訊 電路連接，IC2的2腳和3腳連接著外接晶體振蕩器，IC2的5腳連接工作狀態指示電路6。 電流採集電路連接電流輸入埠，485通訊電路連接通訊訊號輸出埠。所述的開關電源電路的晶片ICl採用LM2575-5晶片，將24V轉換成5V，其電路連 接方式為ICl的3腳和5腳接地，ICl的1腳與地之間裝有濾波電解電容El，ICl的2腳連 接D2的陰極組成PWM震蕩電路，ICl的4腳為反饋腳，L3和E2組成輸出濾波電路。所述的開關電源電路上還設有防接反和過流保護電路其結構為二極體Dl的陽 極接24V接線端子，Dl的陰極連接PTC1，PTCl另一端經放電管接地。當電源接線正常時， Dl相當於導線，自身僅有0. 7V的PN結壓降，當24V接反時，GND-BUS錯誤的連接到了 24V， 如果沒有Dl的保護將會燒壞IC1，由於Dl的存在，其PN結反向截至，將整個迴路切斷，有效 地保護了內部電路。所述的電流採集電路的結構為電流信號經過PTC4和BS4組成的保護電路後進入 Rll轉換得電壓信號進入R12和C8組成的濾波電路濾除幹擾後進入IC2的7腳LM385穩壓 電路WY2並聯在C8兩端，PTC4的一端連接模塊的接線端子，另一端連接BS4組成過流和過 壓保護電路，PTC4是自恢復保險絲，BS4是放電管，當電壓大於6V時，BS4對GND導通，電流瞬間無窮大，PTC4保險絲斷路，從而保護採集電路，當威脅(高於6V的電壓或者高於IOOmA 的電流)不存在後，PTC4恢復導通，不影響模塊正常工作，4-20mA信號經過PTC4和BS4組 成的保護電路後進入Rll，Rll的電阻值為100歐姆，根據U = IR公式Umin = 0. 004X100 =0. 4V ；Umin = 0. 02X100 = 2V。轉換後的電壓信號帶有幅值為IOOmV的電磁幹擾，因此 經過Rll轉換得電壓信號進入R12(10K電阻)和C8(0. IuF電容)組成的濾波電路濾除幹 擾後進IC2的7腳。IC2的7腳為PIC16F690單片機內置的AD轉換器，濾波後的電壓信號 被AD轉換器轉換成0-100% LEL的數位訊號。WY2 (LM385穩壓電路，迴路電壓超過2. 5V時 被強制穩定在2. 5V)所述的485通訊電路結構是IC2的第10腳是PIC16F690單片機的串口發送腳， 負責向外發送數據，連接IC3的4腳，IC2的12腳是PIC16F690單片機的串口發送腳，連 接IC3的1腳，IC3的4腳接收到信息後，IC3將信息轉換成RS485差分信號發送到RS485 總線上，IC3同時接收來自RS485網絡的信息，轉換成TTL信號通過IC3的1腳傳給IC2的 12腳。IC3的2腳和3腳並聯在一起連接到IC2的11腳，作為RS485總線收發控制信號， 當IC2的11腳輸出高電平時，IC3向RS485總線發送數據，當IC2的11腳輸出低電平時， IC3從RS485總線接收數據，IC3的5腳是電源地連接GND，IC3的8腳是電源正，通過L6連 到5V，C3的6腳和7腳分別為RS485總線的A+和B-信號，所述的RS485總線收發晶片為 sn65hvd3082o所述的外接晶體振蕩器結構是IC2的2腳和3腳連接JZ(頻率為11. 0592MHz的 精密晶體振蕩器)的兩端，通過通過22pF的電容C5和C6連接到GND。所述的工作狀態指示電路結構是IC2的5腳連接R5 —端，控制LDl的閃爍，每秒 鍾閃爍一次，R5另一端連接LDl的陽極，LDl的陰極連接GND。
權利要求一種可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是主要包括開關電源電路、電流採集電路、使用PIC16F690單片機的主控電路、485通訊電路，所述的使用PIC16F690單片機的主控電路結構為PIC16F690單片機IC2的內置A/D轉換電路的輸入腳7、8、9、13、14、15、16、17分別與8路電流採集電路連接，IC2的第10和第12腳作為USART與485通訊電路連接，IC2的2腳和3腳連接著外接晶體振蕩器，IC2的5腳連接工作狀態指示電路。
2.根據權利要求1所述可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的開關電源電路的芯 片ICl採用LM2575-5晶片，將24V轉換成5V，其電路連接方式為ICl的3腳和5腳接地， ICl的1腳與地之間裝有濾波電解電容El，ICl的2腳連接D2的陰極組成PWM震蕩電路， ICl的4腳為反饋腳，L3和E2組成輸出濾波電路。
3.根據權利要求1或2所述可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的開關電源電路 上還設有防接反和過流保護電路其結構為二極體Dl的陽極接24V接線端子，Dl的陰極連 接PTC1，PTCl另一端經放電管接地。
4.根據權利要求1所確定可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的電流採集電路的 結構為電流信號經過PTC4和BS4組成的保護電路後進入Rll轉換得電壓信號進入R12和 C8組成的濾波電路濾除幹擾後進入IC2的7腳LM385穩壓電路WY2並聯在C8兩端。
5.根據權利要求1所確定可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的485通訊電路結 構是IC2的第10腳是PIC16F690單片機的串口發送腳，負責向外發送數據，連接IC3的4 腳，IC2的12腳是PIC16F690單片機的串口發送腳，連接IC3的1腳，IC3的4腳接收到信 息後，IC3將信息轉換成RS485差分信號發送到RS485總線上，IC3同時接收來自RS485網 絡的信息，轉換成TTL信號通過IC3的1腳傳給IC2的12腳。IC3的2腳和3腳並聯在一 起連接到IC2的11腳，作為RS485總線收發控制信號，當IC2的11腳輸出高電平時，IC3向 RS485總線發送數據，當IC2的11腳輸出低電平時，IC3從RS485總線接收數據，IC3的5 腳是電源地連接GND，IC3的8腳是電源正，通過L6連到5V，C3的6腳和7腳分別為RS485 總線的A+和B-信號，所述的RS485總線收發晶片為sn65hvd3082。
6.根據權利要求1所確定可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的外接晶體振蕩器 結構是IC2的2腳和3腳連接精密晶體振蕩器JZ的兩端，通過通過電容C5和C6連接到 GND。
7.根據權利要求1所確定可燃氣體濃度採集模塊，其特徵是所述的工作狀態指示電 路結構是IC2的5腳連接R5 —端，控制LDl的閃爍，每秒鐘閃爍一次，R5另一端連接LDl 的陽極，LDl的陰極連接GND。
專利摘要本實用新型公開了一種可燃氣體濃度採集模塊屬於一種檢測儀器，特別是用於對可燃氣體濃度進行數據採集的儀器部件。該採集模塊，主要包括開關電源電路、電流採集電路、使用PIC16F690單片機的主控電路、485通訊電路，所述的使用PIC16F690單片機的主控電路結構為PIC16F690單片機IC2的內置A/D轉換電路的輸入腳7-9、13-17分別與8路電流採集電路連接，IC2的第10和第12腳作為USART與485通訊電路連接，IC2的2腳和3腳連接著外接晶體振蕩器，IC2的5腳連接工作狀態指示電路。本實用新型充分利用單片機內置A/D轉換電路的功能實現同時採集8路電流信號，485通訊電路可以隨時將這些信息發送和遠傳到監測和控制設備，本實用新型還設有防電源反接和過壓過流保護設計提高了設備的可靠性。
文檔編號H02H9/02GK201716293SQ20102025713
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月13日 優先權日2010年7月13日
發明者潘廣斌, 秦旭昌, 邵開春 申請人:濟南市長清計算機應用公司