CN115290821A - 用于气体检测的可批量化模组操作工装 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于气体检测的可批量化模组操作工装，该用于气体检测的可批量化模组操作工装包括：主控制板、从控制板和控制屏；其中，从控制板设置为多个并均与主控制板通过从板供电接口和从板通信接口电性连接，主控制板与从控制板通讯连接，主控制板与控制屏通讯连接；从控制板上设置有多个模组接口，模组接口用于连接气体检测模组，从控制板通过模组接口与气体检测模组通讯连接。本申请实现了提高工装的通用性，可随意替换气体检测模组和从控制板，可对多种类型的气体检测模组进行参数调整和控制，提高生产效率的技术效果，进而解决了相关技术中气体检测仪的模组在进行参数设置和标定操作时只能单个进行，导致生产效率较低的问题。

Description

用于气体检测的可批量化模组操作工装

技术领域

本申请涉及气体检测设备技术领域，具体而言，涉及一种用于气体检测的可 批量化模组操作工装。

背景技术

市场上现有的固定式气体探测仪多是模块化的，即主板加模组板检测气体， 在检测不同气体时，只需选择不同的模组，解决了针对不同气体的传感器需要 开发不同主板的问题，虽然方便快捷了很多，但依然存在费时费力问题，不同 客户需要不同气体的固定式检测仪，检测仪的参数大相径庭，另外相同气体的 检测仪每个检测仪可能也有特殊要求，设定不同的参数，这些参数都需要进行 手动修改。

更为麻烦的是，气体检测仪生产过程中需要进行标准气校准，即标零标定 操作，进行标定时需一个一个通气稳定校准，对于生产来说，效率低且不便。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于气体检测的可批量化模组操作工装， 以解决相关技术中气体检测仪的模组在进行参数设置和标定操作时只能单个 进行，导致生产效率较低的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种用于气体检测的可批量化模组操作 工装，该用于气体检测的可批量化模组操作工装包括：主控制板、从控制板和 控制屏；其中，

所述从控制板设置为多个并均与所述主控制板通过从板供电接口和从板通 信接口电性连接，所述主控制板与所述从控制板通讯连接，所述主控制板与所 述控制屏通讯连接；

所述从控制板上设置有多个模组接口，所述模组接口用于连接气体检测模 组，所述从控制板通过所述模组接口与气体检测模组通讯连接。

进一步的，主控制板包括供电单元、主MCU处理单元、第一通信单元、 第二通信单元；

所述供电单元用于向所述主MCU处理单元、第一通信单元、第二通信单 元和从板供电接口供电；

所述第一通信单元的两端分别与主MCU控制单元和控制屏通讯连接，所 述第二通信单元的两端分别与主MCU处理单元和所述从板通信接口电信连接。

进一步的，主控制板还包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；

所述第一电压转换单元的两端分别与所述供电单元和所述第二通信单元电性 连接；

所述第二电压转换单元的第一端与所述第一电压转换单元电性连接，第二端 与所述主MCU处理单元和所述第一通信单元电性连接。

进一步的，第一电压转换单元用于将供电单元输出的12V电压转换为5V电 压并输出至第二通信单元和第二电压转换单元；

所述第二电压转换单元用于将所述第二电压转换单元输出的5V电压转换为 3.3V并输出至主MCU处理单元和所述第一通信单元。

进一步的，主控制板还包括继电器和霍尔传感器；

所述继电器与所述供电单元电性连接，所述霍尔传感器与所述继电器电性连 接，所述霍尔传感器的检测端与所述主MCU处理单元电性连接，用于采集所述主 MCU处理单元的电流信号，并将电流信号转化为数字信号，由所述控制屏显示。

进一步的，第一通信单元设置为串口转232芯片，所述串口转232芯片与所 述主MCU处理单元的UART串口连接；

所述第二通信单元设置为串口转485芯片，所述串口转485芯片与所述主 MCU处理单元的UART串口连接。

进一步的，从控制板包括从MCU处理单元、第三电压转换单元、第四电压 转换单元和第三通信单元；

所述从板供电接口与所述第三电压转换单元电性连接，所述第三电压转换单 元与所述模组接口电性连接；

所述第四电压转换单元的两端分别与所述第三电压转换单元和所述从MCU 处理单元电性连接；

所述模组接口与所述从MCU处理单元的UART串口连接；所述第三通信单 元与所述从板通信接口电性连接。

进一步的，第三电压转换单元用于将从板供电接口输出的12V电压转换为5V 电压并输出至模组接口；

所述第四电压转换单元用于将第三电压转换单元输出的5V电压转换为3.3V 电压并输出至从MCU处理单元。

在本申请实施例中，通过设置主控制板、从控制板和控制屏；其中，所述 从控制板设置为多个并均与所述主控制板通过从板供电接口和从板通信接口 电性连接，所述主控制板与所述从控制板通讯连接，所述主控制板与所述控制 屏通讯连接；所述从控制板上设置有多个模组接口，所述模组接口用于连接气 体检测模组，所述从控制板通过所述模组接口与气体检测模组通讯连接，达到 了由一个主控制板连接多个从控制板，一个从控制板连接多个气体检测模组， 由与主控制板连接的控制屏统一对连接在从控制板上的气体检测模组进行控 制，并可统一对所有气体检测模组进行标定的目的，从而实现了提高工装的通用性，可随意替换气体检测模组和从控制板，可对多种类型的气体检测模组进 行参数调整和控制，提高生产效率的技术效果，进而解决了相关技术中气体检 测仪的模组在进行参数设置和标定操作时只能单个进行，导致生产效率较低的 问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请 的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用 于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中安装框架的结构示意图；

其中，1主控制板，101主MCU处理单元，102第一通信单元，103第二 电压转换单元，104第一电压转换单元，105供电单元，106继电器，107霍尔 传感器，108从板供电接口，109从板通信接口，2控制屏，3从控制板，301 第三电压转换单元，302第四电压转换单元，303从MCU处理单元，304气体 检测模组，305第三通信单元，4安装框架，5安装板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例 中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应 该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图 所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并 非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进 行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表 示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接 关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请 中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连 接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接； 可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组 成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解 上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

现有的固定式气体探测仪多是模块化的，即主板加模组板检测气体，在检 测不同气体时，只需选择不同的模组，解决了针对不同气体的传感器需要开发 不同主板的问题，虽然方便快捷了很多，但依然存在费时费力问题，不同客户 需要不同气体的固定式检测仪，检测仪的参数大相径庭，另外相同气体的检测 仪每个检测仪可能也有特殊要求，设定不同的参数，这些参数都需要进行手动 修改。

更为麻烦的是，气体检测仪生产过程中需要进行标准气校准，即标零标定 操作，进行标定时需一个一个通气稳定校准，对于生产来说，效率低且不便。

为解决上述问题，如图1至图2所示，本申请实施例提供了一种用于气体 检测的可批量化模组操作工装，该用于气体检测的可批量化模组操作工装，其 特征在于，包括：主控制板1、从控制板3和控制屏2；其中，

从控制板3设置为多个并均与主控制板1通过从板供电接口108和从板通信 接口109电性连接，主控制板1与从控制板3通讯连接，主控制板1与控制屏2 通讯连接；

从控制板3上设置有多个模组接口，模组接口用于连接气体检测模组304，从 控制板3通过模组接口与气体检测模组304通讯连接。

在本实施例中，该模组操作工装主要由主控制板1、从控制板3和控制屏2三 部分组成。对于一套模组操作工装而言，主控制板1和控制屏2均可设置为一个， 而从控制板3则可设置为多个并由主控制板1和控制屏2统一控制。每个从控制 板3均可通过多个模组接口来连接多个气体检测模组304，气体检测模组304与从 控制板3之间同样建立通讯连接，且从控制板3能够起到对气体检测模组304的 控制作用。主控制板1与电源连接，通过主控制板1向控制屏2、从控制板3和气 体检测模组304供电。

主控制板1与控制屏2和从控制板3分别建立通讯连接，操作人员可通过操 作控制屏2对相应从控制板3上的气体检测模组304进行参数的查看及修改，以 及进行标零标定操作，也可查看主控制板1通信故障情况、从控制板3离线、故 障情况及气体检测模组304的故障情况，还可操作控制屏2对从控制板3进行复 位指令。为便于操作，控制屏2可设置为触摸控制屏2。

主控制板1与从控制板3之间通讯连接，操作人员可通过控制屏2向主控制 板1下发操作指令，主控制板1在收到操作指令后进行解析，将解析后的指令发 送给从控制板3。若发送的是读取指令，则从控制板3接收到主控板的指令，并将 所读参数回复给主控制板1，此处所指的所读参数包括气体检测模组304的参数和 从控制板3的参数，具体的参数类型由主控制板1下发的指令确定。参数的类型 包括通信情况、实时浓度值、实时ADC、报警参数、量程、气体类型、单位，以 及标零标定信息。

若主控制板1解析出的指令为设置指令，则从控制板3接收到该指令，并对 相应单个或多个气体检测模组304发送设置指令，对气体检测模组304进行设置。 在收到气体检测模组304回复后，对气体检测模组304的对应参数进行读取，将 读取结果回复给主控制板1，至此主控制板1与从控制板3的一次通讯指令结束。

本实施例中的用于气体检测的可批量化模组操作工装优点在于可以进行批量 化操作。例如，一块主控制板1可以连接12块从控制板3，每块从控制板3上可 以插30个气体检测模组304，可选择想要修改的从控制板3操作，一次操作修改30 个气体检测模组304，给生产带来极大便利。

且该工装即插即用，可随意替换气体检测模组304及从控制板3，有非常强的 通用性，不管是何种气体的检测模组，皆可以插上查看通信情况、实时浓度值、 实时ADC、报警参数、量程、气体类型、单位，以及标零标定信息。同时工装可 以进行单个气体检测模组304操作，也可进行多个气体检测模组304同时操作。

并且，在进行标定时更加快捷，可将从控制板3置于标气箱中，通入标准气， 待稳定后进行校准操作，可一次校准30个气体检测模组304，与之前一个一个校 准相比，可提高生产效率，且标定过程中可看到实时ADC值，避免误标。

为使主控制板1与从控制板3之间能够进行稳定的通讯以及控制指令传递， 本实施例对主控制板1的结构进行详细说明：

本实施例中主控制板1包括供电单元105、主MCU处理单元101、第一通信 单元102、第二通信单元；

供电单元105用于向主MCU处理单元101、第一通信单元102、第二通信单 元和从板供电接口108供电；

第一通信单元102的两端分别与主MCU控制单元和控制屏2通讯连接，第二 通信单元的两端分别与主MCU处理单元101和从板通信接口109电信连接。

具体的，需要说明的是，主MCU处理单元101通过第一通信单元102接收控 制屏2下发的操作指令并解析，通过第二通信单元将解析后的控制指令下发给插 接在从板通信接口109上的从控制板3，再由从控制板3处理对气体检测模组304 进行控制。

由于第二通信单元的工作电压与主MCU处理单元101、第一通信单元102的 工作电压不同，因此需要对供电单元105输出的电压进行调整，以适应不同设备 的工作电压。具体的，主控制板1还包括第一电压转换单元104和第二电压转换 单元103；第一电压转换单元104的两端分别与供电单元105和第二通信单元电性 连接；第二电压转换单元103的第一端与第一电压转换单元104电性连接，第二 端与主MCU处理单元101和第一通信单元102电性连接。

更为具体的，第一电压转换单元104用于将供电单元105输出的12V电压转 换为5V电压并输出至第二通信单元和第二电压转换单元103；第二电压转换单元 103用于将第二电压转换单元103输出的5V电压转换为3.3V并输出至主MCU处 理单元101和第一通信单元102。

为便于采集主MCU单元的实时ADC，本实施例中的主控制板1还包括继电 器106和霍尔传感器107；

继电器106与供电单元105电性连接，霍尔传感器107与继电器106电性连 接，霍尔传感器107的检测端与主MCU处理单元101电性连接，用于采集主MCU 处理单元101的电流信号，经主MCU单元12位ADC采集并将电流信号转化为 数字信号，由控制屏2显示。

本实施例对第一通信单元102和第二通信单元的具体结构进行说明：

第一通信单元102设置为串口转232芯片，串口转232芯片与主MCU处理单 元101的UART串口连接；第二通信单元设置为串口转485芯片，串口转485芯 片与主MCU处理单元101的UART串口连接。

主控制板1与控制屏2采取RS232通讯方式，操作控制屏2可对相应从控制 板3上的气体检测模组304进行参数的查看及修改，以及进行标零标定操作，也 可查看主控制板1通信故障情况、从控制板3离线、故障情况及气体检测模组304 的故障情况，还可操作控制屏2对从控制板3进行复位指令。

主控制板1与从控制板3间通信采用RS485通信，通过操作控制屏2，主控 制板1接收到操作屏下发的指令解析后传输给从控制板3。

从控制板3作为与气体检测模组304的直接连接结构，本实施例对从控制板3 的结构进行具体说明：

从控制板3包括从MCU处理单元303、第三电压转换单元301、第四电压转 换单元302和第三通信单元305；

从板供电接口108与第三电压转换单元301电性连接，第三电压转换单元301 与模组接口电性连接；

第四电压转换单元302的两端分别与第三电压转换单元301和从MCU处理单 元303电性连接；

模组接口与从MCU处理单元303的UART串口连接；第三通信单元305与 从板通信接口109电性连接。

具体的，需要说明的是，第三电压转换单元301用于将从板供电接口108输 出的12V电压转换为5V电压并输出至模组接口；第四电压转换单元302用于将 第三电压转换单元301输出的5V电压转换为3.3V电压并输出至从MCU处理单 元303。从MCU单元通过第三通信单元305与主控制板1的第二通信单元建立通 讯连接，第三通信单元305也可采用串口转485芯片。

如图2所示，本实施例对该模组操作工装的设备结构进行说明，其包括安装 框架，主控制和控制屏2安装在安装框架4上，安装框架4内从下至下依次设置 有多个安装板5，安装板5的数量与设计的从控制板3的数量相同，每个安装板5 上具有与主控制板1连接的从板供电接口108和从板通信接口109，从控制板3逐 一的安装在安装板5上，并与从板供电接口108和从板通信接口109连接。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域 的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，包括：主控制板、从控制板和控制屏；其中，

所述从控制板设置为多个并均与所述主控制板通过从板供电接口和从板通信接口电性连接，所述主控制板与所述从控制板通讯连接，所述主控制板与所述控制屏通讯连接；

所述从控制板上设置有多个模组接口，所述模组接口用于连接气体检测模组，所述从控制板通过所述模组接口与气体检测模组通讯连接。

2.根据权利要求1所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述主控制板包括供电单元、主MCU处理单元、第一通信单元、第二通信单元；

所述供电单元用于向所述主MCU处理单元、第一通信单元、第二通信单元和从板供电接口供电；

所述第一通信单元的两端分别与主MCU控制单元和控制屏通讯连接，所述第二通信单元的两端分别与主MCU处理单元和所述从板通信接口电信连接。

3.根据权利要求2所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述主控制板还包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；

所述第一电压转换单元的两端分别与所述供电单元和所述第二通信单元电性连接；

所述第二电压转换单元的第一端与所述第一电压转换单元电性连接，第二端与所述主MCU处理单元和所述第一通信单元电性连接。

4.根据权利要求3所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述第一电压转换单元用于将供电单元输出的12V电压转换为5V电压并输出至第二通信单元和第二电压转换单元；

所述第二电压转换单元用于将所述第二电压转换单元输出的5V电压转换为3.3V并输出至主MCU处理单元和所述第一通信单元。

5.根据权利要求1所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述主控制板还包括继电器和霍尔传感器；

所述继电器与所述供电单元电性连接，所述霍尔传感器与所述继电器电性连接，所述霍尔传感器的检测端与所述主MCU处理单元电性连接，用于采集所述主MCU处理单元的电流信号，并将电流信号转化为数字信号，由所述控制屏显示。

6.根据权利要求4所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述第一通信单元设置为串口转232芯片，所述串口转232芯片与所述主MCU处理单元的UART串口连接；

所述第二通信单元设置为串口转485芯片，所述串口转485芯片与所述主MCU处理单元的UART串口连接。

7.根据权利要求6所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述从控制板包括从MCU处理单元、第三电压转换单元、第四电压转换单元和第三通信单元；

所述从板供电接口与所述第三电压转换单元电性连接，所述第三电压转换单元与所述模组接口电性连接；

所述第四电压转换单元的两端分别与所述第三电压转换单元和所述从MCU处理单元电性连接；

所述模组接口与所述从MCU处理单元的UART串口连接；所述第三通信单元与所述从板通信接口电性连接。

8.根据权利要求7所述的用于气体检测的可批量化模组操作工装，其特征在于，所述第三电压转换单元用于将从板供电接口输出的12V电压转换为5V电压并输出至模组接口；

所述第四电压转换单元用于将第三电压转换单元输出的5V电压转换为3.3V电压并输出至从MCU处理单元。

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