CN109596483B - 一种作业环境检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种作业环境检测系统，包括烟尘信号采集电路、反馈校准电路和运放输出电路，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB‑70C的烟尘信号采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，最后所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，能够实时监测工厂的作业环境中烟尘状况，同时提高信号传输的稳定性，防止了信号跳频和失真。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种作业环境检测系统。
背景技术
21世纪是以“信息化”为特征的知识经济时代，涉及到各行各业，而招标采购过程信息也被“信息化”处理，目前，工厂的作业环境安全问题是各个工厂都必须重视的问题，尤其是含有烟尘的工厂，不但要做到防火，为了工人的安全，更要对工厂的作业环境利用信息化手段实时监测，同时由于工厂的电磁干扰较多，当信号通过无线传输方式发送至工厂作业环境监控终端内时，往往会收到工厂电磁厂的干扰，导致信号出现跳频和失真的现象，从而作业环境检测误差较大，严重威胁工人的安全并且降低工厂效率。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种作业环境检测系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，能够实时监测工厂的作业环境中烟尘状况，同时提高信号传输的稳定性，防止了信号跳频和失真。
其解决的技术方案是，一种作业环境检测系统，包括烟尘信号采集电路、反馈校准电路和运放输出电路，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，运用运放器AR1 同相放大信号，所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，最后一路、二路信号一起输入运放输出电路内，同时运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，进一步稳定反馈校准电路输出信号电位，最后所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，也即是经信号发射器E1发送至工厂作业环境监控终端内；
所述反馈校准电路包括电感L1，电感L1的一端接电阻R5、电阻R6、电阻R8的一端和三极管Q1、三极管Q2的集电极，电感L1的另一端接电阻R5的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R9的一端和二极管D3的正极，运放器AR2的输出端接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运放器AR4的同相输入端和电阻R11、电容C5的一端，电阻R11、电容C5的另一端接地，运放器AR4的反相输入端接二极管D3的负极，三极管Q1的基极接电阻R6的另一端和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接电阻R7的一端，三极管Q2的基极接电阻R8的另一端和稳压管D2的负极，三极管Q2的发射极接电容C4的一端，电容C2的另一端和电阻R7的另一端、稳压管D2的正极接地，电容C4的另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接可变电阻RW1的触点2和电阻R16、电容C6的一端以及三极管Q3的发射极，电阻R16、电容C6的另一端接地，运放器AR3的输出端接可变电阻RW1的触点1和电阻R12的一端，可变电阻RW1的触点3接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R12的另一端接运放器AR5的同相输入端和电阻R13的一端，运放器AR5的反相输入端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，运放器AR5的输出端接运放器AR4的输出端、运放器AR6的同相输入端和电阻R13的另一端、电阻R9的一端以及三极管Q3的基极，运放器AR6的反相输入端接电阻R19、电阻R20的一端，电阻R19的另一端接地，运放器AR6的输出端接三极管Q3的集电极和电阻R20的另一端。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1. 运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，电感L1滤除信号中的高频杂波，电容C3为去耦电容，滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，峰值检波电路将峰值信号过滤出来，形成新的波峰信号，滤除信号中的杂波；
2.运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，起到移相的作用，同时运用三极管Q2和稳压管D2稳压，防止移相后的信号不稳，并且运用电容C4滤除信号中的低频噪声，电容C4起到旁路电容的作用，电容C3和电容C4实现了的对信号调频的作用，防止信号在传输过程中跳频，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，使其能够触发信号发射器E1工作，实现了对信号的自动校准，防止信号失真；
3.为了防止电压转换电路输出信号电位过高，破坏电路，运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，首先运用运放器AR6放大信号，提高三极管Q3检测电位的精度，当信号为过高电平电位时，三极管Q3导通，反馈信号至运放器AR3反相输入端内，降低电压转换电路输出信号电位，实现进一步稳定反馈校准电路输出信号电位的效果。
附图说明
图1为本发明一种作业环境检测系统的模块图。
图2为本发明一种作业环境检测系统的原理图。
图3为本发明一种作业环境检测系统中反馈校准电路的原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，一种作业环境检测系统，包括烟尘信号采集电路、反馈校准电路和运放输出电路，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，运用运放器AR1 同相放大信号，所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，最后一路、二路信号一起输入运放输出电路内，同时运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，进一步稳定反馈校准电路输出信号电位，最后所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，也即是经信号发射器E1发送至工厂作业环境监控终端内；
所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，电感L1滤除信号中的高频杂波，电容C3为去耦电容，滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，峰值检波电路将峰值信号过滤出来，形成新的波峰信号，滤除信号中的杂波，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，起到移相的作用，同时运用三极管Q2和稳压管D2稳压，防止移相后的信号不稳，并且运用电容C4滤除信号中的低频噪声，电容C4起到旁路电容的作用，电容C3和电容C4实现了的对信号调频的作用，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，使其能够触发信号发射器E1工作，最后一路、二路信号一起输入运放输出电路内，为了防止电压转换电路输出信号电位过高，破坏电路，运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，首先运用运放器AR6放大信号，提高三极管Q3检测电位的精度，当信号为过高电平电位时，三极管Q3导通，反馈信号至运放器AR3反相输入端内，降低电压转换电路输出信号电位，实现进一步稳定反馈校准电路输出信号电位的作用；
所述反馈校准电路具体电路结构，电感L1的一端接电阻R5、电阻R6、电阻R8的一端和三极管Q1、三极管Q2的集电极，电感L1的另一端接电阻R5的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R9的一端和二极管D3的正极，运放器AR2的输出端接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运放器AR4的同相输入端和电阻R11、电容C5的一端，电阻R11、电容C5的另一端接地，运放器AR4的反相输入端接二极管D3的负极，三极管Q1的基极接电阻R6的另一端和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接电阻R7的一端，三极管Q2的基极接电阻R8的另一端和稳压管D2的负极，三极管Q2的发射极接电容C4的一端，电容C2的另一端和电阻R7的另一端、稳压管D2的正极接地，电容C4的另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接可变电阻RW1的触点2和电阻R16、电容C6的一端以及三极管Q3的发射极，电阻R16、电容C6的另一端接地，运放器AR3的输出端接可变电阻RW1的触点1和电阻R12的一端，可变电阻RW1的触点3接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R12的另一端接运放器AR5的同相输入端和电阻R13的一端，运放器AR5的反相输入端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，运放器AR5的输出端接运放器AR4的输出端、运放器AR6的同相输入端和电阻R13的另一端、电阻R9的一端以及三极管Q3的基极，运放器AR6的反相输入端接电阻R19、电阻R20的一端，电阻R19的另一端接地，运放器AR6的输出端接三极管Q3的集电极和电阻R20的另一端。
实施例二，在实施例一的基础上，所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，放大信号功率，以补偿信号的导通损耗，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，滤除信号的杂波，也即是经信号发射器E1发送至工厂作业环境监控终端内，实现了对工厂作业环境的实时监测，运放器AR7的同相输入端接运放器AR5的输出端，运放器AR7的反相输入端接电阻R17、电阻R18的一端，电阻R17的另一端接地，运放器AR7的输出端接电阻R18的另一端和电感L2的一端、电容C7的一端，电容C7的另一端接地，电感L2的另一端接电阻R21、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R21的另一端接信号发射器E1。
实施三，在实施例一的基础上，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，运用运放器AR1 同相放大信号，其中稳压管D1稳压，烟尘信号采集器J1的电源端接电容C1、电阻R1的一端和电源+5V，烟尘信号采集器J1的接地端接地，烟尘信号采集器J1的输出端接电容C1、电阻R1的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接稳压管D1的负极和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的正极接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R4的另一端和三极管Q1的集电极。
本发明具体使用时， 一种作业环境检测系统，包括烟尘信号采集电路、反馈校准电路和运放输出电路，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，运用运放器AR1 同相放大信号，所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，电感L1滤除信号中的高频杂波，电容C3为去耦电容，滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，峰值检波电路将峰值信号过滤出来，形成新的波峰信号，滤除信号中的杂波，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，起到移相的作用，同时运用三极管Q2和稳压管D2稳压，防止移相后的信号不稳，并且运用电容C4滤除信号中的低频噪声，电容C4起到旁路电容的作用，电容C3和电容C4实现了的对信号调频的作用，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，使其能够触发信号发射器E1工作，最后一路、二路信号一起输入运放输出电路内，为了防止电压转换电路输出信号电位过高，破坏电路，运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，首先运用运放器AR6放大信号，提高三极管Q3检测电位的精度，当信号为过高电平电位时，三极管Q3导通，反馈信号至运放器AR3反相输入端内，降低电压转换电路输出信号电位，实现进一步稳定反馈校准电路输出信号电位的作用，最后所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，也即是经信号发射器E1发送至工厂作业环境监控终端内。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种作业环境检测系统，包括烟尘信号采集电路、反馈校准电路和运放输出电路，其特征在于，所述烟尘信号采集电路选用型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1采集工厂作业环境烟尘信号，运用运放器AR1 同相放大信号，所述反馈校准电路分两路接收烟尘信号采集电路输出信号，一路运用电感L1和电阻R5、电容C3组成复合电路滤除信号中的高频噪声，同时运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D3、二极管D4组成峰值检波电路调节信号峰值，二路运用三极管Q1和电阻R6、电容C2组成延时电路对信号延时，同时运用运放器AR3、运放器AR5和可变电阻RW1组成电压转换电路将电流信号转换为电压信号，最后一路、二路信号一起输入运放输出电路内，同时运用运放器AR6和三极管Q3反馈信号至运放器AR3反相输入端内，进一步稳定反馈校准电路输出信号电位，最后所述运放输出电路运用运放器AR7同相放大信号，同时运用电感L2和电容C7、电容C8组成π型滤波电路滤波后输出，也即是经信号发射器E1发送至工厂作业环境监控终端内；
所述反馈校准电路包括电感L1，电感L1的一端接电阻R5、电阻R6、电阻R8的一端和三极管Q1、三极管Q2的集电极，电感L1的另一端接电阻R5的另一端和电容C3的一端，电容C3的另一端接运放器AR2的同相输入端，运放器AR2的反相输入端接电阻R9的一端和二极管D3的正极，运放器AR2的输出端接二极管D4的正极，二极管D4的负极接运放器AR4的同相输入端和电阻R11、电容C5的一端，电阻R11、电容C5的另一端接地，运放器AR4的反相输入端接二极管D3的负极，三极管Q1的基极接电阻R6的另一端和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接电阻R7的一端，三极管Q2的基极接电阻R8的另一端和稳压管D2的负极，三极管Q2的发射极接电容C4的一端，电容C2的另一端和电阻R7的另一端、稳压管D2的正极接地，电容C4的另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接可变电阻RW1的调节端和电阻R16、电容C6的一端以及三极管Q3的发射极，电阻R16、电容C6的另一端接地，运放器AR3的输出端接可变电阻RW1的上端和电阻R12的一端，可变电阻RW1的下端接电阻R15的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R12的另一端接运放器AR5的同相输入端和电阻R13的一端，运放器AR5的反相输入端接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接地，运放器AR5的输出端接运放器AR4的输出端、运放器AR6的同相输入端和电阻R13的另一端、电阻R9的一端以及三极管Q3的基极，运放器AR6的反相输入端接电阻R19、电阻R20的一端，电阻R19的另一端接地，运放器AR6的输出端接三极管Q3的集电极和电阻R20的另一端。
2.如权利要求1所述一种作业环境检测系统，其特征在于，所述运放输出电路包括运放器AR7，运放器AR7的同相输入端接运放器AR5的输出端，运放器AR7的反相输入端接电阻R17、电阻R18的一端，电阻R17的另一端接地，运放器AR7的输出端接电阻R18的另一端和电感L2的一端、电容C7的一端，电容C7的另一端接地，电感L2的另一端接电阻R21、电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R21的另一端接信号发射器E1。
3.如权利要求1所述一种作业环境检测系统，其特征在于，所述烟尘信号采集电路包括型号为LB-70C的烟尘信号采集器J1，烟尘信号采集器J1的电源端接电容C1、电阻R1的一端和电源+5V，烟尘信号采集器J1的接地端接地，烟尘信号采集器J1的输出端接电容C1、电阻R1的另一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端接稳压管D1的负极和运放器AR1的同相输入端，稳压管D1的正极接地，运放器AR1的反相输入端接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R4的另一端和三极管Q1的集电极。
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2019
- 2019-01-11 CN CN201910027764.2A patent/CN109596483B/zh active Active
Patent Citations (6)
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Denomination of invention: A working environment detection system Effective date of registration: 20221230 Granted publication date: 20210430 Pledgee: Bank of Zhengzhou Co.,Ltd. Zhongyuan Science and Technology City Sub branch Pledgor: HENAN XINANLI SAFETY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022980029747 |
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