CN204374162U - 一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，属嵌入式实时工业控制技术领域。本实用新型包括塑料外壳、射频天线、LED屏幕、电源按钮开关、接触燃烧式气体传感器、内部电路；内部电路包括电源模块、油气检测变送模块、油气浓度检测显示报警模块、RTU模块；电源模块分别与油气检测变送模块、油气浓度检测显示报警模块、RTU模块连接，油气检测变送模块与油气浓度检测显示报警模块相连。本实用新型解决了油气浓度检测数据不及时准确，数据传输过程环节过多，报警处理反应实时性差的问题，同时克服了船舶机舱内特殊情况下的电磁干扰和防爆的特殊需求，是适应于船舶机舱内油气检测报警的实时防爆安保装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，属于嵌入式实时工业控制技术领域。
背景技术
随着可燃性气体种类的增加，以及应用范围的扩大，其使用场所和贮气仓库内的泄露、火灾、爆炸事故日益增多，并且事故一旦发生，而未采取有效措施，将对人员和财产造成巨大的损失。而船舶安全就是属于其中一项，尤其是船舶机舱内的油气浓度检测，是应受到重视的影响因素，并且现如今市面上的船舶报警装置检测数据多为有线传输，传输数据环节过多，实时性较差，效率不高，因此本实用新型通过设计出一种适用于水上船舶油气检测数据无线传输和报警实时防爆安保装置，实现对安全隐患及时发现，尽早处理，做到彻底规避开采风险。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，以用于解决船舶油气检测数据不及时准确，数据传输过程环节过多，有线传输数据，实时性较差，以及报警不及时等问题。
本实用新型技术方案是：一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
所述模拟信号调理模块中的陷波电路包括定值电阻为2.4KΩ的电阻R1、R2、定值为240KΩ的电阻R3、定值为430KΩ的电阻R4、型号为LM741的运算放大器；所述定值电阻R1一端与电源连接，一端与电容C1、C2相连；所述定值电阻R2一端与电源相连，一端与定值电阻R3、运算放大器LM741的2脚相连；所述定值电阻R4一端与电容C1相连，一端与电容C2、运算放大器LM741的3脚相连。
所述油气检测变送模块3中的采样稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关S1、电容器C、采样模块VA；所述电阻R1一端与采样模块VA相连，另一端与电源端VDD相连；所述电阻R2一端与电源端VDD相连，另一端与开关S1相连；所述电阻R3一端与开关S1相连，另一端与电容C以及单片机模块相连。
所述油气浓度检测显示报警模块4中声光报警电路包括定值为1K的电阻R1、定值为1K的电阻R2、有源蜂鸣器LS1、LED灯D1、NPN型三极管Q1；所述电阻R1一端与VCC电源端相连，另一端与LED灯D1相连；电阻R1与LED灯D1的另一端均与有源蜂鸣器LS1相连，LED灯D1的另一端还与NPN型三极管Q1的集电极相连，NPN型三极管Q1的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2作为下拉电阻，NPN型三极管Q1的发射极接地，电阻R2的另一端与单片机模块相连。
本实用新型的工作原理是：
当设备接电开始正常运行，主要由油气检测变送模块3对船舶机舱内油气浓度进行实时检测，基本原理是当电源接通后，接触燃烧式气体传感器（图2中的10），经过采集，将空气中可燃气体的浓度转换成模拟信号，模拟信号经由信号调理模块的前置信号放大、低通滤波、陷波的一系列操作处理之后，交由A/D转换模块进行信号的数模转换，然后通过整定换算后得到油气的浓度值，最后将数据发送到单片机模块存储器中（此处的AD转换技术属常规技术）。在AD转化的过程中，AD输入端的电压要稳定保持不变。为了防止在AD转换过程中电压改变造成转换失败，特此设计了采样稳压电路，对输入模拟信号的电平进行抽样采样，继而为后续的AD转换模块保持一个平稳的电压样值。紧接着单片机模块通过I/O端口控制进行LED显示和声光报警（此单片机模块通过I/O端口控制进行LED显示和声光报警属于自动化领域常规控制技术）。最后，将数据通过RTU模块（4）发送到服务器上（发送的技术也属于远程数据传输领域常规技术）。
如图1所示，首先电源接通，按钮开关打开，电源模块2开始供电，油气检测变送3通电后开始工作，接触燃烧式传感器10对船舶机舱内烃类气体进行实时检测，当检测到烃类气体后，传感器采集油气并转化成模拟信号发送给处理电路，利用采样稳压电路稳压、前置信号放大电路放大信号、滤波陷波电路去噪，最后单片机模块接收到AD转换以及整定换算之后的电压信号的样本值。根据电压样值的数据，单片机模块通过I/O端口控制进行LED（图2中的7）显示以及LED报警器（图2中的8）声光报警，同时通过串口与RTU模块4进行连接，将实时采集到的油气浓度数据无线传输到服务器端，供工作人员后期的实时评估和对后期的现场进行操作处理，所述RTU模块4即远程数据终端RTU模块，其中RTU（REMOTE TERMINAL UNIT）即远程测控终端。
如图3所示，单片机模块也可以通过外置USB键盘控制初始化参数设置。其工作过程为：首先是接触燃烧式传感器（图2中的10）检测船舶机舱内油气浓度，通过数据信号处理之后，经过AD转换以及整定换算后，将数据发送至单片机模块，单片机模块通过I/O端口控制是否亮起LED屏幕（图2中的7）以及进行声光报警。
如图8所示，从单片机模块PC7端口输出一定频率的脉冲，然后通过NPN三极管Q1对脉冲进行放大。当输出为高电平时，有源蜂鸣器LS1发声，LED灯D1发光；当输出为低电平时，有源蜂鸣器LS1和LED灯D1均停止工作。
如图8所示，为了防止在AD转换过程电压改变造成转换失败，特此设计了采样稳压电路，对输入模拟信号的电平进行抽样采样，继而为后续的AD转换模块保持一个平稳的电压样值。其工作过程为：在系统采样时，通过单片机模块的端口控制，将采样开关S1闭合一次，为后续电容充电，这样在AD的输入端就得到了一个跟采样电路输出相同的电压，然后，单片机模块端口使采样开关S1断开，而AD转换的输入电流极小，因此，电容两端的电压可以保持较长的一段时间，满足系统AD转换模块的需要。
本实用新型的有益效果是：本实用新型解决了油气浓度检测数据不及时准确，数据传输过程环节过多，报警处理反应实时性差的问题，同时克服了船舶机舱内特殊情况下的电磁干扰和防爆的特殊需求。并且该装置不需要人为干预，数据直接由船舶油气检测显示报警模块获取并传输至数据中心服务器，保证了数据在传输过程中的不失真，数据在无线传输中使用的通信技术由232或485的接口的无线电台或GPRS/CDMA调制解调器组成的网络技术支持，大大节省了船舶机舱自身安全的维护成本，提高了安全性，同时结构简单，操作方便。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构连接框图；
图2为本实用新型的外观结构示意图；
图3为本实用新型中装置连接原理框图；
图4为本实用新型中模拟信号调理原理框图；
图5为本实用新型中前置信号放大电路原理图；
图6为本实用新型中低通滤波电路原理图；
图7 为本实用新型中陷波电路原理图；
图8为本实用新型中采样稳压电路原理图；
图9为本实用新型中声光报警电路原理图；
图10为本实用新型中单片机模块与RTU模块连接电路原理图。
图1-2中各标号：1-塑料外壳，2-电源模块，3-油气检测变送模块，4-油气浓度检测显示报警模块，5-RTU模块，6-射频天线，7-LED屏幕，8- LED报警器，9-电源按钮开关，10-接触燃烧式气体传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
实施例2：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
实施例3：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
实施例4：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
所述模拟信号调理模块中的陷波电路包括定值电阻为2.4KΩ的电阻R1、R2、定值为240KΩ的电阻R3、定值为430KΩ的电阻R4、型号为LM741的运算放大器；所述定值电阻R1一端与电源连接，一端与电容C1、C2相连；所述定值电阻R2一端与电源相连，一端与定值电阻R3、运算放大器LM741的2脚相连；所述定值电阻R4一端与电容C1相连，一端与电容C2、运算放大器LM741的3脚相连。
实施例5：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
所述模拟信号调理模块中的陷波电路包括定值电阻为2.4KΩ的电阻R1、R2、定值为240KΩ的电阻R3、定值为430KΩ的电阻R4、型号为LM741的运算放大器；所述定值电阻R1一端与电源连接，一端与电容C1、C2相连；所述定值电阻R2一端与电源相连，一端与定值电阻R3、运算放大器LM741的2脚相连；所述定值电阻R4一端与电容C1相连，一端与电容C2、运算放大器LM741的3脚相连。
所述油气检测变送模块3中的采样稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关S1、电容器C、采样模块VA；所述电阻R1一端与采样模块VA相连，另一端与电源端VDD相连；所述电阻R2一端与电源端VDD相连，另一端与开关S1相连；所述电阻R3一端与开关S1相连，另一端与电容C以及单片机模块相连。
实施例6：如图1-10所示，一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，包括塑料外壳1、射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9、接触燃烧式气体传感器10、内部电路；内部电路包括电源模块2、油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5；电源模块2分别与油气检测变送模块3、油气浓度检测显示报警模块4、RTU模块5连接，油气检测变送模块3与油气浓度检测显示报警模块4相连，油气浓度检测显示报警模块4通过串口与RTU模块5连接，射频天线6、LED屏幕7、电源按钮开关9，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外面，内部电路均内置于塑料外壳1中，射频天线6与RTU模块5相连，LED屏幕7与油气浓度检测显示报警模块4中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块3包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器10安装在塑料外壳1的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块4包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器8和声光报警电路。
所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
所述模拟信号调理模块中的陷波电路包括定值电阻为2.4KΩ的电阻R1、R2、定值为240KΩ的电阻R3、定值为430KΩ的电阻R4、型号为LM741的运算放大器；所述定值电阻R1一端与电源连接，一端与电容C1、C2相连；所述定值电阻R2一端与电源相连，一端与定值电阻R3、运算放大器LM741的2脚相连；所述定值电阻R4一端与电容C1相连，一端与电容C2、运算放大器LM741的3脚相连。
所述油气检测变送模块3中的采样稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关S1、电容器C、采样模块VA；所述电阻R1一端与采样模块VA相连，另一端与电源端VDD相连；所述电阻R2一端与电源端VDD相连，另一端与开关S1相连；所述电阻R3一端与开关S1相连，另一端与电容C以及单片机模块相连。
所述油气浓度检测显示报警模块4中声光报警电路包括定值为1K的电阻R1、定值为1K的电阻R2、有源蜂鸣器LS1、LED灯D1、NPN型三极管Q1；所述电阻R1一端与VCC电源端相连，另一端与LED灯D1相连；电阻R1与LED灯D1的另一端均与有源蜂鸣器LS1相连，LED灯D1的另一端还与NPN型三极管Q1的集电极相连，NPN型三极管Q1的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2作为下拉电阻，NPN型三极管Q1的发射极接地，电阻R2的另一端与单片机模块相连。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：包括塑料外壳（1）、射频天线（6）、LED屏幕（7）、电源按钮开关（9）、接触燃烧式气体传感器（10）、内部电路；内部电路包括电源模块（2）、油气检测变送模块（3）、油气浓度检测显示报警模块（4）、RTU模块（5）；电源模块（2）分别与油气检测变送模块（3）、油气浓度检测显示报警模块（4）、RTU模块（5）连接，油气检测变送模块（3）与油气浓度检测显示报警模块（4）相连，油气浓度检测显示报警模块（4）通过串口与RTU模块（5）连接，射频天线（6）、LED屏幕（7）、电源按钮开关（9），接触燃烧式气体传感器（10）安装在塑料外壳（1）的外面，内部电路均内置于塑料外壳（1）中，射频天线（6）与RTU模块（5）相连，LED屏幕（7）与油气浓度检测显示报警模块（4）中的单片机模块相连；
所述油气检测变送模块（3）包括接触燃烧式气体传感器、模拟信号调理模块、A/D转换模块、整定换算模块；模拟信号调理模块包括前置信号放大电路、低通滤波电路、陷波电路；接触燃烧式气体传感器与模拟信号调理模块相连，模拟信号调理模块与A/D转换模块相连，A/D转换模块与整定换算模块相连，接触燃烧式气体传感器（10）安装在塑料外壳（1）的外部；
所述油气浓度检测显示报警模块（4）包括单片机模块、声光报警模块；单片机模块与声光报警模块相连，声光报警模块包括LED报警器（8）和声光报警电路。
2.根据权利要求1所述的一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：所述模拟信号调理模块中前置信号放大电路包括定值为10K的电阻R4、定值为10K的电阻R5、电容值为1000pF的电容C1、电容值为0.022uF的电容C2、电容值为1000pF的电容C3、电阻丝R1、放大器AD623；所述定值电阻R4分别与电容C1、放大器AD623的-IN脚相连；所述定值电阻R5分别与电容C3、放大器AD623的+IN脚相连；所述电阻丝R1一端与放大器AD623的RG-1脚相连，另一端与放大器AD623的RG-8脚相连；放大器AD623的+VS脚连接电源。
3.根据权利要求1所述的一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：所述模拟信号调理模块中低通滤波电路包括定值为1K的电阻R9、R10、定值为10K的电阻R11、定值为10K的电阻丝R12、电容值为0.1uF的电容C4、C5、C6、型号为U3A-LMV358运算放大器、型号为U3B-LMV358运算放大器；所述定值电阻R9一端与放大器AD623的OUT脚相连，一端与定值电阻R10、电容C4相连；所述电容C6一端分别与定值电阻R10、运算放大器U3ALMV358的IN+脚相连，一端接地；所述电容C5一端分别与+5V电源、运算放大器U3A-LMV358的8脚相连，一端接地；定值电阻R11一端分别与电容C4、运算放大器U3A-LMV358的1脚、IN-脚相连，另一端与电阻丝R12相连；运算放大器U3B-LMV358的IN+脚与电阻丝R12相连、4脚接地、8脚连接+5V电源。
4.根据权利要求1所述的一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：所述模拟信号调理模块中的陷波电路包括定值电阻为2.4KΩ的电阻R1、R2、定值为240KΩ的电阻R3、定值为430KΩ的电阻R4、型号为LM741的运算放大器；所述定值电阻R1一端与电源连接，一端与电容C1、C2相连；所述定值电阻R2一端与电源相连，一端与定值电阻R3、运算放大器LM741的2脚相连；所述定值电阻R4一端与电容C1相连，一端与电容C2、运算放大器LM741的3脚相连。
5.根据权利要求1所述的一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：所述油气检测变送模块（3）中的采样稳压电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关S1、电容器C、采样模块VA；所述电阻R1一端与采样模块VA相连，另一端与电源端VDD相连；所述电阻R2一端与电源端VDD相连，另一端与开关S1相连；所述电阻R3一端与开关S1相连，另一端与电容C以及单片机模块相连。
6.根据权利要求1所述的一种船舶油气实时检测嵌入式防爆安保装置，其特征在于：所述油气浓度检测显示报警模块（4）中声光报警电路包括定值为1K的电阻R1、定值为1K的电阻R2、有源蜂鸣器LS1、LED灯D1、NPN型三极管Q1；所述电阻R1一端与VCC电源端相连，另一端与LED灯D1相连；电阻R1与LED灯D1的另一端均与有源蜂鸣器LS1相连，LED灯D1的另一端还与NPN型三极管Q1的集电极相连，NPN型三极管Q1的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2作为下拉电阻，NPN型三极管Q1的发射极接地，电阻R2的另一端与单片机模块相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN107831274A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-23 | 南京力通达电气技术有限公司 | 一种用于高压套管油气综合在线监测装置 |
| CN114431839A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-05-06 | 北京大学深圳研究生院 | 一种压电式脉搏传感器 |
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