CN203849252U - 适用于石油化工的便携式气体探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于石油化工的便携式气体探测器，主要由电子电路板和防水外壳组成，电子电路板包括数据处理模块、与数据处理模块连接的传感器、与数据处理模块连接的输出模块、与数据处理模块连接的数据导出模块、与数据处理模块连接的按键模块和为电子电路板内各模块提供电源的电源模块，数据处理模块包括处理器和连接于处理器与传感器之间的低功耗运算放大器，处理器采用集成有A/D转换器、时间芯片和EEPROM存储器的16位MSP430处理器。通过高精度传感器检测空气中气体浓度值，并实时通过显示屏显示浓度值，起到危险危害提前的作用，同时具有震动提示、LED指示、蜂鸣器报警和监测信息存贮等功能。

Description

适用于石油化工的便携式气体探测器

技术领域

本实用新型属于气体探测领域，涉及适用于石油化工的便携式气体探测器，尤其涉及适用于石油化工、煤矿、煤炭、炼钢等存在可燃或有毒气体泄漏的场所的便携式气体探测器。

背景技术

现在有的便携式气体探测器，存在两方便问题，第一个是产品集成度不高，功耗偏高，第二个是没有适合便携式探测器的存贮方案。

下面从两方面分别说明：

1、现有的便携式探测器，采用廉价的单片机，外围使用A/D转换模块(如A/D转换器)，存贮模块(如EEPROM存贮器)，时间模块(如HT1380时间芯片)等，这就造成了设计复杂、稳定性较低和生产复杂等问题。

2、现有的带有存贮功能的气体探测器分两种，都是基于有供电线路的基础上的产品。一种，如申请号为200810180411.8中国发明专利，具有数据记录功能的可燃气体探测报警器的配置方法，无内置电池和时间芯片，使用相对时间计时，成本低但计时不精确，且无内置电池产品，而便携式探测器需要离开供电线路，随身携带使用，因此该类产品无法满足便携式探测器。

另外一种，如申请号为200920106179.3的中国实用新型专利，气体测定装置，和申请号为201120447897.4的中国实用新型专利，数据记录气体探测器，通过无线信号实时传输到带无线解码模块的上位机，该类产品上位机需要无线解码模块，需投入额外的硬件设备成本，且无线发射，功耗较大也不适合移动式便携探测器，并且有传输距离限制，传输距离过远则需要接入相应的无线中继设备，造成安装使用麻烦、成本高昂等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供适用于石油化工的便携式气体探测器，采用低功耗模式，且集成电路高度集成，相对稳定性高，容易生产。

本实用新型采用如下技术方案：

适用于石油化工的便携式气体探测器，其特征在于：主要由电子电路板和防水外壳组成，所述电子电路板包括数据处理模块、与所述数据处理模块连接的传感器、与所述数据处理模块连接的输出模块、与所述数据处理模块连接的数据导出模块、与所述数据处理模块连接的按键模块和为所述电子电路板内各模块提供电源的电源模块，所述数据处理模块包括处理器和连接于所述处理器与所述传感器之间的低功耗运算放大器，所述处理器采用集成有A/D转换器、时间芯片和EEPROM存储器的16位MSP430处理器。

优选的，所述低功耗运算放大器采用DIO2052双通道运算放大器。

优选的，所述输出模块包括与所述MSP430处理器连接的震动和LED指示模块、OLED显示屏和蜂鸣器。

优选的，所述数据导出模块采用PL2303接口转换器。

优选的，所述按键模块包括与所述MSP430处理器连接的菜单键、开机键和确认键。

优选的，所述电源模块包括充电模块、电池和供电模块。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的适用于石油化工的便携式气体探测器，用于可燃性爆炸气体或有毒气体、存在泄漏风险的场所，通过高精度传感器检测空气中气体浓度值，并实时通过显示屏显示浓度值，起到危险危害提前的作用，同时具有震动提示、LED指示、蜂鸣器报警和监测信息存贮等功能。

本实用新型为本质安全型产品，可以放心使用在爆炸区域，采用本安型设计，整体蓄能元件少，不足以引起电火花，不存在引爆风险，可长时间工作在危险气体区域，同时增加了产品的稳定性和集成度，功耗低，容易生产和测试，并提高工作人员的工作效率，方便数据的记录与导出，节省了纸张等消耗品的使用。

探测器硬件选型方面以稳定性高、集成度高、功耗低为原则，处理器采用16位MSP430，该处理器自身集成A/D转换器、时间芯片、EEPROM存储器且自身功耗极低，是便携式产品极佳选择。

放大电路方面彻底摒弃了分立元件和常规功耗产品，使用超低功耗的DIO2052，DIO2052为双通道运算放大器功，耗低至16uA，做到高集低功耗兼得。

显示器采用OLED显示屏，该类显示器有明显优于LED、LCD显示器的优势，具有功耗低、显示清晰和无需背光等优势。MSP430处理器实时采集传感器实时电压信号，通过其内置A/D转换器，将传感器电压信号转换为数字量信号并经过处理，将浓度信息直观的显示在OLED显示屏上。当MSP430处理器监测到当前气体浓度大于出厂设置的浓度时，MSP430处理器驱动震动和LED指示模块中的震动马达震动、LED以500ms亮500ms灭的频率闪烁提示用户，蜂鸣器报警，同时将当前时间、报警值、设定值等信息存贮于内置EERPROM的报警存储页面。

按键模块包括菜单键、开机键和确认键，按住开机键3秒开机，探测器开机后先进行蜂鸣器、LED灯、震动马达、OLED显示屏的自检，自检完成后经过3分钟预热，预热完成探测器进入检测状态，并显示当前环境下目标气体实际浓度和本地时间。进入检测状态后，当安全人员需要记录数据时，按下便携式探测器确认键，传递记录信号给探测器内置处理器，处理器在检测状态下收到记录信号后，启动记录程序，记录当前记录时间、当前气体类别、浓度值、序号、等信息到存储器，只有在使用人员人为干预下(如：按下按键)才记录，不干预不记录，因此，最大程度上延长了存贮器的使用寿命，同时避免了过多无用数据的存贮。

PL2303接口转换器，高度集成的RS232-USB接口转换器，用于USB充电和数据表导出。该USB数据接口既可以用作探测器充电，也可以与外围设备进行数据交换。当需要存储器内的记录数据时，将便携式探测器底部的数据接口通过标准USB数据线，接到电脑USB接口，打开上位机软件，点击“数据表导出”按钮，选择存贮路径后，点击“确定”按钮上位机软件自动生成数据报表，报表包含气体种类、记录时间、浓度值等信息。因此可以在不添加任何硬件解码器的情况下，实现了一种低成本的数据导出方案。

另外对于海油钻井平台等安全员被要求按照某固定时间记录浓度值的情况，本实用新型通过一键多用的方式，通过分时复用原理，把功能键做为记录键使用，探测器检测到按键按下，把记录时间、当前浓度值等信息自动将数量记录于探测器存储器内，记录完毕后通过数据线导出到电脑中自动生成数据表格，方便安全人员使用。也可以设置按一次后，每间隔固定时间记录一次，间隔时间可修改，其中默认值为海洋石油平台安全记录时间30分钟。

附图说明

图1是适用于石油化工的便携式气体探测器的结构方框图。

图2是适用于石油化工的便携式气体探测器的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

如图1和图2所示的适用于石油化工的便携式气体探测器，主要由电子电路板1和防水外壳2组成，电子电路板1包括数据处理模块100、与数据处理模块100连接的传感器200、与数据处理模块100连接的输出模块300、与数据处理模块100连接的数据导出模块400、与数据处理模块100连接的按键模块500和为电子电路板1内各模块提供电源的电源模块600，数据处理模块100包括处理器101和连接于处理器与传感器之间的低功耗运算放大器102，处理器101采用集成有A/D转换器、时间芯片和EEPROM存储器的16位MSP430处理器，低功耗运算放大器102采用DIO2052双通道运算放大器，输出模块300包括与MSP430处理器101连接的震动和LED指示模块301、OLED显示屏302和蜂鸣器303，数据导出模块400采用PL2303接口转换器，按键模块500包括与MSP430处理器101连接的菜单键501、开机键502和确认键503，电源模块600包括充电模块601、电池602和供电模块603。

上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (6)

1.适用于石油化工的便携式气体探测器，其特征在于：主要由电子电路板和防水外壳组成，所述电子电路板包括数据处理模块、与所述数据处理模块连接的传感器、与所述数据处理模块连接的输出模块、与所述数据处理模块连接的数据导出模块、与所述数据处理模块连接的按键模块、与所述数据处理模块连接的报警模块和为所述电子电路板内各模块提供电源的电源模块，所述数据处理模块包括处理器和连接于所述处理器与所述传感器之间的低功耗运算放大器，所述处理器采用集成有A/D转换器、时间芯片和EEPROM存储器的16位MSP430处理器。

2.根据权利要求1所述的适用于石油化工的便携式气体探测器，所述低功耗运算放大器采用DIO2052双通道运算放大器。

3.根据权利要求2所述的适用于石油化工的便携式气体探测器，所述输出模块包括与所述MSP430处理器连接的震动和LED指示模块、OLED显示屏和蜂鸣器。

4.根据权利要求3所述的适用于石油化工的便携式气体探测器，所述数据导出模块采用PL2303接口转换器。

5.根据权利要求4所述的适用于石油化工的便携式气体探测器，所述按键模块包括与所述MSP430处理器连接的菜单键、开机键和确认键。

6.根据权利要求5所述的适用于石油化工的便携式气体探测器，所述电源模块包括充电模块、电池和供电模块。