CN204361202U - 一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池，包括稳压电路、跳线焊盘、过流过压保护电路和锂电池电路，稳压电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘连接；锂电池电路的一端与稳压电路和过流过压保护电路相连接，另一端接地；过流过压保护电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘相连接。本实用新型在电路发生故障或异常，电路中电流过大时，通过限流防止电流过大损坏电池元件，实现电池组件内部电路的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池，具体涉及一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池。
背景技术
便携式甲烷气体检测报警仪是煤矿、冶金和化工等工作现场经常使用的气体监测装置。现有的便携式甲烷气体检测报警仪所使用的电池组件未安装限流限压电路无法达到本安的要求。
发明内容
针对现有技术中上述缺陷和问题，本实用新型目的是提供一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，采用改进的本安电池组件，具有锂电池电路以及过流过压保护电路，起到限流限压的作用，从而实现电池组件内部电路的安全运行。
为了实现上述任务，本实用新型具体采用以下技术方案：
一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，包括稳压电路、跳线焊盘、过流过压保护电路和锂电池电路，所述的稳压电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘连接；所述的锂电池电路的一端与稳压电路和过流过压保护电路相连接，另一端接地；所述的过流过压保护电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘相连接；其特征在于，
所述的过流过压保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三 电阻R3、第四电阻R4、保险丝F1和第二热敏电阻PTC2；其中，R1与R2并联连接，R3与R4并联连接，形成的两并联支路串联连接；F1的上端与R3和R4并联支路的下端连接，F1的下端与PTC2的上端连接。
进一步的，所述的锂电池电路包括锰酸钾电池组、第一热敏电阻PTC、第十一电阻R11、第十一电容C11、锂电池保护电路DW01、第一FEL门限M1、第二FEL门限M2和第十六电阻R16；其中，所述的锰酸钾电池组的正极连接R11的上端，并与R1和R3并联支路的上端连接，负极连接PTC的上端，R11的下端和PTC的上端分别与C11的上端和下端相连，DW01的VDD和VSS端口分别与C11的上端和下端相连，OD和OC端口分别与M1和M2相连，M1和M2串联连接，M1的下端与PTC的上端连接，M2的下端接地，R16的上端与DW01的CSI端口相连，R16的下端与M2的下端连接并接地，并与所述的跳线焊盘连接。
进一步的，所述的稳压电路包括第一稳压管D1、第二稳压管D2和电阻RC；其中，第一稳压管D1和第二稳压管D2串联连接，并与电阻RC并联，并联支路的上端与所述的锰酸钾电池组的正极连接，并联支路的下端与所述的跳线焊盘连接。
本实用新型的用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，采用改进的本安电池包，其中的锂电池保护电路，限流电阻电路以及热敏电阻共同作用，起到限流限压的作用，从而实现电池组件内部电路的安全运行。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图2为便携式甲烷检测报警仪的总装图,其中(a)为侧剖图,(b)为正视图,(c)为后视图,(d)为后视图的剖切图；
图3为便携式甲烷检测报警仪的结构框图；
图4为甲烷采集放大电路4的电路原理图；
图5为时钟电路5的电路原理图；
图6为报警电路6的电路原理图；
图中各标号含义：1—本安电池电路，2—充电电路，3—电源电路，4—甲烷采集线性放大电路，5—时钟电路，6—报警电路，7—红外遥控电路，8—数码管显示电路，9—按键开关机电路，10—单片机，2‐1—上壳，2‐2—透气窗，2‐3—面膜，2‐4—下壳，2‐5—十字槽沉头螺钉M2.5*16，2-6—充电螺钉，2‐7—六角薄螺母，2‐8—电池组，2‐9—电路板，2‐10—密封垫，2‐11—气嘴座，2‐12—气嘴，2‐13—按键板，2‐14—密封垫，2‐15—铭牌。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例
如图1所示，一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池，包括稳压电路以及跳线焊盘，该本安电池还包括过流过压保护电路和锂电池电路，所述的稳压电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘连接；所述的锂电池电路的一端与稳压电路和过流过压保护电路相连接，另 一端接地；所述的过流过压保护电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘相连接；
过流过压保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、保险丝F1和第二热敏电阻PTC2；其中，R1与R2并联连接，R3与R4并联连接，形成的两并联支路串联连接；F1的上端与R3和R4并联支路的下端连接，F1的下端与PTC2的上端连接；四个电阻R1，R2，R3和R4形成限流保护电路，防止电路中电流过大，损坏元件。保险丝串联在电路中，当电路发生故障或异常，电路中电流异常升高到一定的高度和热度时，自身熔断切断电流从而起到保护电路安全运行的作用。
锂电池电路包括锰酸钾电池组、第一热敏电阻PTC、第十一电阻R11、第十一电容C11、锂电池保护电路DW01、第一FEL门限M1、第二FEL门限M2和第十六电阻R16；其中，锰酸钾电池组的正极连接R11的上端，并与R1和R3并联支路的上端连接，负极连接PTC的上端，R11的下端和PTC的上端分别与C11的上端和下端相连，DW01的VDD和VSS端口分别与C11的上端和下端相连，OD和OC端口分别与M1和M2相连，M1和M2串联连接，M1的下端与PTC的上端连接，M2的下端接地，R16的上端与DW01的CSI端口相连，R16的下端与M2的下端连接并接地，并与跳线焊盘连接。DW01为锂电池保护电路，可避免锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或电池损坏。热敏电阻PTC2串联在电路中，当电路正常工作时，该热敏电阻阻值很小，串联在电路中不会阻碍电流通过，当 电路因故障而出现过电流时，该电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度达到一定值时，电阻瞬间会剧增，回路中的电流迅速减少到安全值。且该热敏电阻阻值可恢复到初始值的水平，电路中的电流也可恢复到额定值。
稳压电路包括第一稳压管D1、第二稳压管D2和电阻RC；其中，第一稳压管D1和第二稳压管D2串联连接，并与电阻RC并联。并联支路的上端与锰酸钾电池组的正极连接，并联支路的下端与跳线焊盘连接。
此实施例中，R1、R2、R3和R4的阻值均为1Ω，F1的熔断电流为0.5A，PTC2的阻值为0.8Ω，PTC的阻值为0.8Ω，R11的阻值为330Ω，C11的电容量为0.1uF，R16的阻值为1KΩ，RC5.1K，锰酸锂电池组采用123450/1500mAh；本实施例中的本安电池额定电压3.7V，最高输出电压U04.2V，最大输出电流3.2A。
过流过压保护电路中的限流保护电路和保险丝，以及锂电池保护电路中的DW01和热敏电阻共同作用，防止电流过大损坏电池元件，实现电池组件内部电路的安全运行。
应用例
一种采用本实用新型的本安电池的便携式甲烷检测报警仪，参见图2(a)至图2(d)，包括本安电池电路1，充电电路2，电源电路3，甲烷采集线性放大电路4，时钟电路5，报警电路6，红外遥控电路7，数码管显示电路8，按键开关机电路9以及单片机10。其中各部分电路之间的连接关系如图3所示。
本安电池电路1通过跳线焊盘分别与电源电路3和报警电路连接，为二者提供电源。
充电电路2单片机连接，为便携式甲烷报警仪的专用充电器内部电路，在单片机的控制下，对甲烷报警仪的内部电压进行采样，显示其电量。
电源电路3与甲烷采集放大电路和单片机相连接。该电源电路为甲烷采集放大电路提供2.8V电源，具有超量程甲烷冲击保护功能，通过单片机的控制，当甲烷浓度≥4.50％时，电源电路停止对甲烷采集放大电路供电，数码管闪烁，蜂鸣器鸣叫一声后自动关机。
甲烷采集放大电路4通过CH4端口与单片机连接，包括载体催化元件和线性放大电路，参见图4。载体催化元件与电阻R11和R12组成惠斯登电桥，当甲烷报警仪置于存在甲烷气体的环境时，甲烷气体通过报警仪下壳2‐4的气窗进入气室，气室内的载体催化元件表面产生无焰燃烧，阻值增大，惠斯登电桥失去平衡输出电压信号，电压信号的大小与甲烷浓度成正比，经过R13、R14、R15、R16和运放U3组成的负反馈放大电路，放大代表甲烷浓度的信号，信号经线性放大器放大后输入单片机内的A/D转换器转换为数字信号，经过微处理器数据处理。电容C4起信号的旁路作用，C15在放大电路中起相位补偿防止自激的作用。温补电阻R16与C5并联连接，当甲烷浓度过高时，载体催化元件燃烧产生的温度过大，在温补电阻R16的作用下，经放大器输出的信号不受温度变化的影响，数值保持稳定。
时钟电路5通过端口OSC1和OSC2与单片机相连接，参见图5， 由晶振X1和电容C1和C2组成，为负载电容，用于调整晶振的震荡频率。在单片机的控制下，可用于显示时间。
报警电路6通过BZC和LEDC与单片机和本安电池包连接，包括三极管Q1、蜂鸣器B1、报警灯D1，参见图6。三极管的基极接电阻R10，R10起限流作用，三极管的集电极接蜂鸣器B1，三极管的发射极接报警灯，报警灯与电阻R9连接。当甲烷的浓度超过设定的报警点时，BZC为高电平，三极管Q1导通，蜂鸣器B1鸣叫，发出报警信号。
红外遥控电路7与单片机相连接，红外遥控用于对甲烷软件零点、放大倍数、补偿系数、时间、报警点等参数的设置与调整，方便用户使用。
数码管显示电路8与单片机连接，在单片机的作用下，当甲烷浓度信号经过微处理器处理后，通过数码管显示出甲烷浓度。
按键开关电路9与单片机连接，起到开关机的作用。
Claims (3)
1.一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，包括稳压电路、跳线焊盘、过流过压保护电路和锂电池电路，所述的稳压电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘连接；所述的锂电池电路的一端与稳压电路和过流过压保护电路相连接，另一端接地；所述的过流过压保护电路的两端分别与锂电池电路和跳线焊盘相连接；其特征在于，
所述的过流过压保护电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、保险丝F1和第二热敏电阻PTC2；其中，R1与R2并联连接，第三电阻R3与第四电阻R4并联连接，形成的两并联支路串联连接；F1的上端与第三电阻R3和第四电阻R4并联支路的下端连接，F1的下端与PTC2的上端连接。
2.如权利要求1所述的一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，其特征在于，所述的锂电池电路包括锰酸钾电池组、第一热敏电阻PTC、第十一电阻R11、第十一电容C11、锂电池保护电路DW01、第一FEL门限M1、第二FEL门限M2和第十六电阻R16；其中，所述的锰酸钾电池组的正极连接R11的上端，并与R1和R3并联支路的上端连接，负极连接PTC的上端，R11的下端和PTC的上端分别与C11的上端和下端相连，DW01的VDD和VSS端口分别与C11的上端和下端相连，OD和OC端口分别与M1和M2相连，M1和M2串联连接，M1的下端与PTC的上端连接，M2的下端接地，R16的上端与DW01的CSI端口相连，R16的下端与M2的下端连接并接地，并与所述的跳线焊盘连接。
3.如权利要求2所述的一种用于便携式甲烷检测报警仪的本安电池组件，其特征在于，所述的稳压电路包括第一稳压管D1、第二稳压管D2和电阻RC；其中，第一稳压管D1和第二稳压管D2串联连接，并与电阻RC并联，并联支路的上端与所述的锰酸钾电池组的正极连接，并联支路的下端与所述的跳线焊盘连接。
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