CN200962113Y - 一种有害气体检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种有害气体检测装置，它包括单片机电路、传感器探头、传感器电路、模数转换电路、串口升级电路、I2C电路、电源电路、LED显示电路。本实用新型采用了计算机CPU技术和集成电路技术，可以在不需要人工切换的情况下，对一氧化碳、甲烷、硫化氢、氧气四种有害气体同时进行检测并显示数据。该装置测量数据准确、快捷，可靠性强，操作使用方便，体积小，适合适用于各类储罐和容器、下水道、地下管道、地下设施、粮仓、罐车、舰艇船舱、隧道、密闭运输通道等特殊环境下的有毒有害或者重要气体成分的检测。

Description

一种有害气体检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种检测装置，特别涉及一种检测有害气体的装置。
背景技术
目前对一氧化碳、甲烷、硫化氢、氧气等有害气体的检测大都是采用的半导体传感器来进行对气体的采样，而且是人为的选择对有害气体中的某一种气体进行检测。当要选择对另一种气体进行检测时，就需要进行人工切换，造成操作不便。并且使用半导体气体传感器，电路复杂而且精度不高。
发明内容
为了克服现有技术存在的对有害气体检测精度不高、检测方法不便等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种有害气体检测装置，该装置检测的有害气体种类多，可以同时检测一氧化碳、甲烷、硫化氢、氧气等有害气体，检测方法简便、数据显示直观。
本实用新型的目的是这样实现的：一种有害气体检测装置，它包括单片机电路、传感器探头、传感器电路、模数转换电路、串口升级电路、I2C电路、电源电路、LED显示电路，其特征在于：传感器探头输出连接传感器电路输入；传感器电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路的输出分别连接单片机电路和串口升级电路的输入；单片机电路的输出还分别连接I2C电路和LED显示电路。
本实用新型的有益效果是：采用了计算机CPU技术和集成电路技术，可以在不需要人工切换的情况下，对一氧化碳、甲烷、硫化氢、氧气四种有害气体同时进行检测并显示数据。该装置测量数据准确、快捷，可靠性强，操作使用方便，体积小，适合适用于各类储罐和容器、下水道、地下管道、地下设施、粮仓、罐车、舰艇船舱、隧道、密闭运输通道等特殊环境下的有毒有害或者重要气体成分的检测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型实施例的方框图。
图2是本实用新型实施例中电化学式传感器电路原理图。
图3是本实用新型实施例中催化型传感器电路原理图。
图4是本实用新型实施例中模数转换电路原理图。
图5是本实用新型实施例中单片机电路、液晶显示电路、按键、液晶屏背光电路原理图。
具体实施方式
实施例：一种有害气体检测装置，它包括单片机电路、传感器探头、传感器电路、模数转换电路、串口升级电路、I2C电路、电源电路、LED显示电路，其特征在于：传感器探头输出连接传感器电路输入；传感器电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路的输出分别连接单片机电路和串口升级电路的输入；单片机电路的输出还分别连接I2C电路和LED显示电路。
参见图1，本实用新型的气体传感器探头有四个，分别是一氧化碳CO、甲烷CH4、硫化氢H2S、氧气O2。气体传感器探头将探测到的气体信号传送到传感器电路进行比较和放大。其中一氧化碳、硫化氢、氧气三种气体传感器采用的是电化学传感器，甲烷气体传感器采用的是半导体催化型传感器。在进行检测气体时，四种气体传感器同时进行气体的采样和比较，不需要人工进行切换。传感器电路把从气体传感器送来的检测到的模拟信号转换成数字信号后送入单片机，单片机对四种不同的气体模拟信号依次不断循环的进行信号处理和分析，分析比较的结果由单片机用数字信号的方式送给LED进行显示。
上述传感器电路由电化学式传感器电路和催化型传感器电路组成。
结合图1和图2，上述电化学式传感器电路由差分放大集成电路U3、电阻RL2、Rm2、RG2组成；差分放大集成电路U3的输入端第2脚和输出端第6脚之间接有电阻RG2；电阻RL2接于差分放大集成电路U3的输入端第2脚；差分放大集成电路U3的输入端第3脚和地之间接电阻Rm2；差分放大集成电路U3的输出端第6脚连接模数转换电路的输入端。
电化学式传感器电路主要是将从一氧化碳、硫化氢、氧气三个气体探头检测并送来的气体模拟信号进行比较和放大，本实用新型采用的是差动放大器。差分放大集成电路U3的型号为OP07。
结合图3，催化型传感器电路由差分放大集成电路U11、三极管Q7、可控硅Q4、电阻R15～R24、可变电阻RX2、电容C9组成；其中三极管Q7的集电极和基极间接偏置电阻R22；电源正极接三极管Q7的集电极；电阻R15、R16、R17三者串联接在三极管Q7的发射极和地之间，其中可控硅Q4的控制极接于电阻R16和R17之间；三极管Q7的基极接可控硅Q4的阴极，可控硅Q4的阳极接地；三极管Q7发射极和地之间接有电容C9；三极管Q7的发射极接电阻R18的一端；电阻R18的另一端和可变电阻RX2的一固定端相接；可变电阻RX2的另一固定端经电阻R19接地；可娈电阻RX2的滑动端经电阻R21接差分放大集成电路U11的输入端第2脚；差分放大集成电路U11的输入端第2脚和输出端第6脚之间接有电阻R20；差分放大集成电路U11的输入端第3脚和地之间接有电阻R24；差分放大集成电路U11的输入端第3脚还接有电阻R23。
催化型传感器电路是将从甲烷气体传感器探头检测并送来的气体模拟信号进行比较和放大。本实用新型的催化型传感器电路是由2.9V稳定电源、平衡电桥和差动放大器组成。三极管Q7、可控硅Q4、电阻R15～R17、R22和电容C9组成2.9V稳定电源电路；电阻R18、R19和可变电阻RX2组成平衡电桥；差分放大集成电路U11、电阻R20、R21、R23、R24组成差动放大器电路。差分放大集成电路U11的型号为OP07。
结合图4，上述模数转换电路由集成电路U5、晶体XT2、电阻R2、R3、电容C4、C5、C305、C306组成；集成电路U5的第2脚和第3脚间接晶体XT2；集成电路U5的第2脚经电容C4与地相接；集成电路U5的第3脚经电容C5与地相接；集成电路U5的第6脚经电阻R3接地；集成电路U5的第6脚还接有电阻R2；集成电路U5的第8、10、16脚接地；集成电路U5的第15脚接电源；电容C305、C306并联接在集成电路U5的第15脚和地之间。
模数转换电路将来自传感器电路的模拟信号转换成数字信号后送给单片机进行处理。模数转换电路的集成电路U5的型号为AD7706。
图5中还公开了单片机电路、液晶显示电路、按键、液晶屏背光电路原理图。本实用新型中，单片机电路、串口升级电路、I2C电路、电源电路、LCD显示电路均是现有公开技术。一氧化碳(Nemoto NT-CO)、硫化氢(NemotoNT-HS)、氧气(Nemoto NT-O2-A2)三个气体传感器探头可采用德国Nemoto进口传感器；甲烷气体传感器探头采用日本MS7130进口传感器。

Claims (8)

1、一种有害气体检测装置，它包括单片机电路、传感器探头、传感器电路、模数转换电路、串口升级电路、I2C电路、电源电路、LED显示电路，其特征在于：传感器探头输出连接传感器电路输入；传感器电路的输出连接模数转换电路的输入，模数转换电路的输出分别连接单片机电路和串口升级电路的输入；单片机电路的输出还分别连接I2C电路和LED显示电路。
2、根据权利要求1所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述传感器电路由电化学式传感器电路和催化型传感器电路组成。
3、根据权利要求2所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述电化学式传感器电路由差分放大集成电路U3、电阻RL2、Rm2、RG2组成；差分放大集成电路U3的输入端第2脚和输出端第6脚之间接有电阻RG2；电阻RL2接于差分放大集成电路U3的输入端第2脚；差分放大集成电路U3的输入端第3脚和地之间电阻Rm2；差分放大集成电路U3的输出端第6脚连接模数转换电路的输入端。
4、根据权利要求2所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述催化型传感器电路由差分放大集成电路U11、三极管Q7、可控硅Q4、电阻R15～R24、可变电阻RX2、电容C9组成；其中三极管Q7的集电极和基极间接偏置电阻R22；电源正极接三极管Q7的集电极；电阻R15、R16、R17三者串联接在三极管Q7的发射极和地之间，其中可控硅Q4的控制极接于电阻R16和R17之间；三极管Q7的基极接可控硅Q4的阴极，可控硅Q4的阳极接地；三极管Q7的发射极和地之间接有电容C9；三极管Q7的发射极接电阻R18的一端；电阻R18的另一端和可变电阻RX2的一固定端相接；可变电阻RX2的另一固定端经电阻R19接地；可变电阻RX2的滑动端经电阻R21接差分放大集成电路U11的输入端第2脚；差分放大集成电路U11的输入端第2脚和输出端第6脚之间接有电阻R20；差分放大集成电路U11的输入端第3脚和地之间接有电阻R24；差分放大集成电路U11的输入端第3脚还接有电阻R23。
5、根据权利要求1所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述模数转换电路由集成电路U5、晶体XT2、电阻R2、R3、电容C4、C5、C305、C306组成；集成电路U5的第2脚和第3脚间接晶体XT2；集成电路U5的第2脚经电容C4与地相接；集成电路U5的第3脚经电容C5与地相接；集成电路U5的第6脚经电阻R3接地；集成电路U5的第6脚还接有电阻R2；集成电路U5的第8、10、16脚接地；集成电路U5的第15脚接电源；电容C305、C306并联接在集成电路U5的第15脚和地之间。
6、根据权利要求3所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述差分放大集成电路U3的型号为OP07。
7、根据权利要求4所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述差分放大集成电路U11的型号为OP07。
8、根据权利要求5所述的有害气体检测装置，其特征在于：所述模数转换电路的集成电路U5的型号为AD7706。
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