一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置的製作方法

2023-11-10 10:01:12

專利名稱：一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體檢測裝置，尤其涉及一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置。
背景技術：
目前煤礦生產企業檢測的井下有害氣體和關鍵環境參數主要有甲烷、一氧化碳、 硫化氫、氧氣以及溫度等參數，但是目前煤礦井下使用的傳感器一般均為單參數傳感器並且為有線方式連接如RS485和壙20mA模擬方式，造成施工和使用上不便且穩定性較差非常容易受到煤礦複雜電磁環境幹擾而產生數據錯誤。

實用新型內容本實用新型提供了一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，四氣體加溫度多參數傳感器採用WIFI無線方式傳輸和優良的信號調理電路徹底解決了目前市場上傳感器測量參數單一、傳輸數據易受幹擾、施工複雜等弊端。本實用新型採用如下技術方案一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，包括傳感器模塊，電源模塊，顯示模塊，單片機，外部存儲器，報警模塊，WIFI模塊，三通道放大器；傳感器模塊與三通道放大器連接，三通道放大器與單片機連接，單片機連接外部存儲器與報警模塊，報警模塊與單片機雙向連接，WIFI模塊與單片機雙向連接。本實用新型所述的基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，傳感器模塊包括甲烷傳感器，氧氣傳感器，溫度傳感器，一氧化碳傳感器，硫化氫傳感器；所述甲烷傳感器與單片機雙向連接，氧氣傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、硫化氫傳感器分別三通道放大器連接。有益效果本實用新型提供一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置通過檢測裝置檢測礦井內的有毒氣體以及爆炸性氣體，並通過無線發射模塊將信號傳遞給報警系統，避免了信號幹擾。特別是當煤礦發生爆炸時現場救災或者是在斷電的工作環境中該傳感器內置的鎳氫電源可以保證傳感器正常工作8個小時以上。通過2. 4GHz的WIFI通信協議具有高可靠行、併網方便、施工簡單。本實用新型的結構設計合理簡單電路軟體穩定可靠、具有便攜設備和固定點設備的雙重優點。

圖1是本實用新型的模塊連接示意圖。
具體實施方式
[0012]
以下結合附圖對本實用新型進一步詳細說明如圖1所示一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，包括傳感器模塊，電源模塊，顯示模塊，單片機，外部存儲器，報警模塊，WIFI模塊，三通道放大器。傳感器模塊與三通道放大器連接，三通道放大器與單片機連接，單片機連接外部存儲器與報警模塊，報警模塊與單片機雙向連接，WIFI模塊與單片機雙向連接。傳感器模塊包括甲烷傳感器，氧氣傳感器，溫度傳感器，一氧化碳傳感器，硫化氫傳感器；所述甲烷傳感器與單片機雙向連接，氧氣傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、硫化氫傳感器分別與三通道放大器連接。甲烷傳感器採用英國Dynament公司4系列NWR紅外氣體傳感器；氧氣傳感器採用英國Alphasense公司兩電極電化學氧氣傳感器；溫度傳感器採用美國Mchrochip TC1047A溫度傳感器；一氧化碳傳感器採用英國Alphasense公司三電極電化學一氧化碳傳感器；硫化氫傳感器採用英國Alphasense公司兩電極電化學氧氣傳感器；放大電路晶片用於一氧化碳傳感器的信號放大和電壓偏置、分別放大氧氣和硫化氫傳感器的電流信號，紅外甲烷傳感器使用串口進行通信直接讀取濃度。外部EEP存儲晶片24LC08存儲空間是8KB單片機是；dsPIC33F64GP804系統電源晶片是TPS630001升降壓穩壓晶片系統電源基準源ISL600002電源管理晶片LT1512LCD點陣顯示採用128*64點的液晶顯示，控制器是NT7532WIFI模塊採用2. 4GHZ的工作在B/G模式下使用串口方式和單片機進行通訊。電源模塊12V轉5V電源電路是設備當外電12V供電時的電壓轉換電路系統電源電路通過電池或外電5V的電源進行穩壓到3. 3V系統電源壓，向負載提供電源，電源管理電路通過監測電池目前狀態來控制向電池的充電電流和是否停止向電池充電。電壓基準源用於提供系統AD轉換用的2. 5V基準。在充電管理電路中使用了場效應管在外部電源斷開的情況下切斷了鎳氫電池通過兩個電阻的放電迴路，保證了電池的壽命和使用時間。本實用新型的電路原理如下1、一氧化碳放大電路一氧化碳放大電路由兩個雙通道運算放大器電路組成，運算放大器均採用 AD8572，其實一個是傳感器參考極電位偏置電路，偏置電壓由運放的同相端點位決定，該電路為0V,另一個為一個帶溫度補償的同相比例運算放大電路，當傳感器探測到被測環境中的一氧化碳氣體時工作電極會產生同比例的電流並通過運放進行放大，放大後經過低通濾波器濾波後輸送到單片機的12位AD中進行AD轉換。2、硫化氫放大電路
4[0038]硫化氫傳感器和一氧化碳傳感器是雙氣合一的傳感器，其中參考極和對電極共用，當被測環境中有硫化氫氣體時工作極會產生等比例的電流並經過同相比例運算放大器進行放大，放大後通過低通濾波器濾波後輸送到單片機的12位AD中進行AD轉換。3、氧氣放大電路氧氣放大電路是一個同相比例放大電路，當傳感器探測到被測氣體中有氧氣時會產生等比例的電流信號通過運放進行放大，輸出後經過低通濾波器濾波後輸送到單片機的 12位AD中進行AD轉換。系統電源電路系統電源晶片由TPS630001組成。電源管理電源管理晶片為LT1512。12V轉5V電路5V輸出電源晶片為TPS5420。-3，3V負壓電路轉換晶片為MAX828。EEP 存儲電路晶片為 M-MLC08BT-I/0T。WIFI模塊型號為WS-120M單片機通過串口通訊發送和接受WIFI數據。傳感器工作原理四氣體便攜儀用於測量空氣中的一氧化碳、氧氣、硫化氫、甲烷四種氣體和環境溫度量程分別為一氧化碳 (TlOOOOppm、氧氣(T25%V0L、硫化氫甲烷(Tl00%V0L.溫度-20°C 70°C。其中一氧化碳、氧氣、硫化氫氣體測量採用電化學原理測量，甲烷傳感器採用非色散紅外原理測量。氣體敏感元件把被測環境中的氣體濃度信息轉換為電流信號送入相應的放大轉換電路放大後進入單片機進行AD轉換，並進行相應的運算計算出對應單位的濃度並在IXD屏幕上顯示，便攜儀具有零點標定和精度標定功能、報警點設置功能、自動數據上傳功能、聲、 光、震動報警方式選擇功能、歷史數據保存功能等，當被測環境中的被測氣體超過報警點時會根據選擇的報警方式進行報警。
權利要求1.一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，包括傳感器模塊，電源模塊，顯示模塊，單片機，外部存儲器，報警模塊，三通道放大器；其中，傳感器模塊與三通道放大器連接， 三通道放大器與單片機連接，單片機連接外部存儲器與報警模塊，報警模塊與單片機雙向連接，其特徵在於還包括WIFI模塊，所述WIFI模塊與單片機雙向連接。
2.根據權利要求1所述的基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置，其特徵在於傳感器模塊包括甲烷傳感器，氧氣傳感器，溫度傳感器，一氧化碳傳感器，硫化氫傳感器；所述甲烷傳感器與單片機雙向連接，氧氣傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、硫化氫傳感器分別與三通道放大器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種氣體檢測裝置，尤其涉及一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置。包括傳感器模塊，電源模塊，顯示模塊，單片機，外部存儲器，報警模塊，三通道放大器，WIFI模塊；其中，傳感器模塊與三通道放大器連接，三通道放大器與單片機連接，單片機連接外部存儲器與報警模塊，報警模塊與單片機雙向連接，WIFI模塊與單片機雙向連接。本實用新型提供一種基於無線發射裝置的礦井氣體檢測裝置通過檢測裝置檢測礦井內的有毒氣體以及爆炸性氣體，並通過無線發射模塊將信號傳遞給報警系統，避免了信號幹擾，結構設計合理簡單電路軟體穩定可靠、具有便攜設備和固定點設備的雙重優點。
文檔編號G01K13/00GK202049108SQ201120133930
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者劉斌斌, 張 傑, 盛敏, 紀敏, 趙永強, 連振中, 金勇 申請人:南京北路自動化系統有限責任公司