CN204495771U - 一种光离子化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种光离子化检测系统。它包括电离室、信号检测电路、紫外灯驱动电路、微泵驱动电路、直流高压模块、主控器、USB传输模块和上位机；紫外灯驱动电路、微泵驱动电路和直流高压模块同时将驱动信号输入至电离室，电离室将气体离子化，信号检测电路收集电离室离子信号并将气体整理后输入至主控器，主控器将信号进行整理并将信号分别反馈于紫外灯驱动电路和电源模块，电源模块分别向微泵驱动电路和直流高压模块输入电源供给；USB传输模块将主控器的信号传递给上位机，USB传输模块还将上位机的信号输入至主控器。本实用新型通过电离室和信号检测电路，实现气体信息检测，其结构简单，具有很强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测技术领域，尤其是一种光离子化检测系统。
背景技术
众所周知，随着现代化工业生产和家居装璜产业的高速发展，人们对有毒气体的检测和浓度判断有了更高需求。目前，传统的检测仪器存在着操作繁琐、耗时长、价格昂贵等问题，仅适宜实验室使用，不适合作业现场的实时连续检测。因此，有必要提供一种光离子化检测系统来解决这些问题。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种体积小、精度高、响应快、可实时连续检测的光离子化检测系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种光离子化检测系统，它包括电离室、信号检测电路、紫外灯驱动电路、微泵驱动电路、直流高压模块、主控器、USB传输模块和上位机；
所述紫外灯驱动电路、微泵驱动电路和直流高压模块同时将驱动信号输入至电离室，所述电离室将气体吸入并将气体离子化，所述信号检测电路收集电离室的气体离子信号并将气体整理后输入至主控器，所述主控器将信号进行整理并将信号分别反馈于紫外灯驱动电路和电源模块，所述电源模块分别向微泵驱动电路和直流高压模块输入电源供给；
所述USB传输模块将主控器的信号传递给上位机，所述USB传输模块还将上位机的信号输入至主控器；
所述信号检测电路包括传感器、前置放大电路、二次放大电路和有源低通滤波电路，所述传感器实时检测电离室气体离子信号并将信号输入至前置放大电路，所述前置放大电路将信号进行放大并将放大后的信号输入至二次放大电路，所述二次放大电路将信号进行二次放大并将二次放大后的信号输入至有源低通滤波电路，所述有源低通滤波电路将信号进行滤波处理并将滤波后的信号输入至主控器。
优选地，所述紫外灯驱动电路包括变压器、第一三级管、第二三极管和电感线圈，所述变压器的ZW端脚与主控器连接，所述变压器的J2端脚与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过第一电阻与主控器连接，所述第一三极管的基极和发射极并联有第一电容，所述第一三极管的集电极与变压器的JD1端脚连接，所述变压器的J1端脚与第二三极管的基极连接，所述变压器的JD2端脚与第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极同时通过电感线圈接地。
优选地，所述USB传输模块包括USB传输接口电路，所述USB传输接口电路包括USB接口、转接芯片和振荡器，所述转接芯片的VCC端脚与主控器连接，所述转接芯片的ACT端脚通过依次串联的发光二极管和第二电阻接入电源，所述转接芯片的VD+端脚和VD-端脚与USB接口的3端脚和2端脚连接，所述振荡器的两端并联于转接芯片的XI端脚和XO端脚连接。
优选地，所述二次放大电路包括第二运算放大器和第三运算放大器，所述第二运算放大器的同相端与前置放大电路的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第六电阻与第三运算放大器的反相端连接，所述第三运算放大器的反相端通过第八电阻与自身的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端与有源低通滤波电路的输入端连接。
优选地，它还包括声光报警器和液晶显示模块，所述声光报警器和液晶显示模块同时与主控器连接。
由于采用了上述方案，本实用新型通过电离室将气体离子化并通过信号检测电路将气体离子信号输入至主控器，实现气体信息检测；同时，气体离子化的实现主要是通过紫外灯驱动电路实现；并且，利用声光报警器和液晶显示模块实现报警作用和信息显示作用，其结构简单，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的系统原理框图；
图2是本实用新型实施例的信号检测电路的系统原理框图；
图3是本实用新型实施例的紫外灯驱动电路的电路结构示意图；
图4是本实用新型实施例的USB传输接口电路的电路结构示意图；
图5是本实用新型实施例的二次放大电路的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图5所示，一种光离子化检测系统，它包括电离室1、信号检测电路2、紫外灯驱动电路3、微泵驱动电路5、直流高压模块4、主控器7、USB传输模块11和上位机9；紫外灯驱动电路3、微泵驱动电路5和直流高压模块4同时将驱动信号输入至电离室1，电离室1将气体吸入并将气体离子化，信号检测电路2收集电离室1的气体离子信号并将气体离子信号整理后输入至主控器7，主控器7将信号进行整理并将信号分别反馈于紫外灯驱动电路3和电源模块6，电源模块6分别向微泵驱动电路5和直流高压模块4输入电源供给；USB传输模块11将主控器7的信号传递给上位机9，USB传输模块11还将上位机的信号输入至主控器7；信号检测电路2包括传感器12、前置放大电路13、二次放大电路14和有源低通滤波电路15，传感器12实时检测电离室1气体离子信号并将信号输入至前置放大电路13，前置放大电路13将信号进行放大并将放大后的信号输入至二次放大电路14，二次放大电路14将信号进行二次放大并将二次放大后的信号输入至有源低通 滤波电路15，有源低通滤波电路15将信号进行滤波处理并将滤波后的信号输入至主控器7，主控器7还连接有声光报警器10和液晶显示模块8。本实施例的主控器7采用C8051F040型号的单片机，实现了信号的采集存储和传输，克服了传统检测设备的不足，具有体积小，精度高(ppm级)，响应快，可以实时连续测试，安全性高等特点；并且，通过电离室1将气体离子化并通过信号检测电路2将气体离子信号输入至主控器7，实现气体信息检测；同时，气体离子化的实现主要是通过紫外灯驱动电路3实现；另外，利用声光报警器10和液晶显示模块8实现报警和信息显示。
本实施例的紫外灯驱动电路3可采用如图3所示的电路结构，即包括变压器U1、第一三级管Q1、第二三极管Q2和电感线圈L，变压器U1的ZW端脚与主控器7连接，变压器U1的J2端脚与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与主控器7连接，第一三极管Q1的基极和发射极并联有第一电容C1，第一三极管Q1的集电极与变压器U1的JD1端脚连接，变压器的J1端脚与第二三极管Q2的基极连接，变压器U1的JD2端脚与第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极同时通过电感线圈L接地。本实施例通过控制第一三极管Q1和第二三极管Q2的轮流导通来激励高频高压信号的产生，具体工作原理如下：电感线圈L和第一电阻R1的电流大小决定了第一三极管Q1或第二三极管Q2导通与否；当第一三极管Q1导通，变压器U1中电流在电感线圈L中产生反馈电流使第一三级挂Q1闭合，第二三极管Q2导通。当第二三极管Q2导通， 变压器U1中电流在电感线圈L中产生反向电流使第二三极管Q2闭合，第一三极管Q1导通。
同时，本实施例的USB传输模块11包括USB传输接口电路，USB传输接口电路可采用如图4所示的电路结构，即包括USB接口U3、转接芯片U2和振荡器Y，转接芯片U2的VCC端脚与主控器7连接，转接芯片U2的ACT端脚通过依次串联的发光二极管D1和第二电阻R2接入电源，转接芯片U2的VD+端脚和VD-端脚与USB接口U3的3端脚和2端脚连接，振荡器Y的两端并联于转接芯片U2的XI端脚和XO端脚连接。转接芯片U2的ACT端脚外接发光二极管，用以指示设备之间是否配置完成。当它输出低电平是，上位机9与USB传输模块之间配置完成，发光二极管导通则灯亮。
此外，为优化系统而设置的二次放大电路14可以采用如图5所示的电路结构，即包括第二运算放大器U4和第三运算放大器U5，第二运算放大器U4的同相端与前置放大电路13的输出端连接，第二运算放大器U4的输出端通过第六电阻R5与第三运算放大器U5的反相端连接，第三运算放大器U5的反相端通过第八电阻R8与自身的输出端连接，第三运算放大器U3的输出端与有源低通滤波电路15的输入端连接。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程 变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种光离子化检测系统，其特征在于：它包括电离室、信号检测电路、紫外灯驱动电路、微泵驱动电路、直流高压模块、主控器、USB传输模块和上位机；
所述紫外灯驱动电路、微泵驱动电路和直流高压模块同时将驱动信号输入至电离室，所述电离室将气体吸入并将气体离子化，所述信号检测电路收集电离室的气体离子信号并将气体整理后输入至主控器，所述主控器将信号进行整理并将信号分别反馈于紫外灯驱动电路和电源模块，所述电源模块分别向微泵驱动电路和直流高压模块输入电源供给；
所述USB传输模块将主控器的信号传递给上位机，所述USB传输模块还将上位机的信号输入至主控器；
所述信号检测电路包括传感器、前置放大电路、二次放大电路和有源低通滤波电路，所述传感器实时检测电离室气体离子信号并将信号输入至前置放大电路，所述前置放大电路将信号进行放大并将放大后的信号输入至二次放大电路，所述二次放大电路将信号进行二次放大并将二次放大后的信号输入至有源低通滤波电路，所述有源低通滤波电路将信号进行滤波处理并将滤波后的信号输入至主控器。
2.如权利要求1所述的一种光离子化检测系统，其特征在于：所述紫外灯驱动电路包括变压器、第一三级管、第二三极管和电感线圈，所述变压器的ZW端脚与主控器连接，所述变压器的J2端脚与第一三 极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过第一电阻与主控器连接，所述第一三极管的基极和发射极并联有第一电容，所述第一三极管的集电极与变压器的JD1端脚连接，所述变压器的J1端脚与第二三极管的基极连接，所述变压器的JD2端脚与第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极同时通过电感线圈接地。
3.如权利要求1所述的一种光离子化检测系统，其特征在于：所述USB传输模块包括USB传输接口电路，所述USB传输接口电路包括USB接口、转接芯片和振荡器，所述转接芯片的VCC端脚与主控器连接，所述转接芯片的ACT端脚通过依次串联的发光二极管和第二电阻接入电源，所述转接芯片的VD+端脚和VD-端脚与USB接口的3端脚和2端脚连接，所述振荡器的两端并联于转接芯片的XI端脚和XO端脚连接。
4.如权利要求1所述的一种光离子化检测系统，其特征在于：所述二次放大电路包括第二运算放大器和第三运算放大器，所述第二运算放大器的同相端与前置放大电路的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第六电阻与第三运算放大器的反相端连接，所述第三运算放大器的反相端通过第八电阻与自身的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端与有源低通滤波电路的输入端连接。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种光离子化检测系统，其特 征在于：它还包括声光报警器和液晶显示模块，所述声光报警器和液晶显示模块同时与主控器连接。
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