CN205015323U - 一种泵吸式多参数测定器 - Google Patents

Abstract

一种泵吸式多参数测定器，属于矿用检测设备技术领域。包括单片机控制单元、气体检测单元、电源控制电路、显示控制电路、吸气泵控制电路、按键控制电路、报警电路以及供电单元，气体检测单元包括一氧化碳检测电路、硫化氢检测电路、甲烷检测电路以及氧气检测电路，单片机控制单元分别与一氧化碳检测电路、硫化氢检测电路、甲烷检测电路、氧气检测电路、电源控制电路、显示控制电路、吸气泵控制电路、按键控制电路、报警电路以及供电单元连接。优点：可同时检测一氧化碳、硫化氢、甲烷以及氧气四种气体浓度，降低了煤矿环境下的气体检测成本，且检测精度高；能实时显示气体浓度、时间、机内电压等信息，功能全面；智能化程度高，且节能省电。

Description

一种泵吸式多参数测定器

技术领域

本实用新型属于矿用检测设备技术领域，具体涉及一种泵吸式多参数测定器。

背景技术

因为煤矿开采的特殊环境，煤矿行业一直是我国工矿企业中的高危行业。煤矿井由于环境的原因，无可避免地会有甲烷、一氧化碳以及硫化氢等有害气体产生。当甲烷浓度超限时，会引发煤矿爆炸；当一氧化碳及硫化氢浓度超限、氧气浓度达低限时，会使矿下人员呼吸困难，危及生命安全。为了有效保证下矿人员的人身安全以及保证煤矿企业正常的安全生产，业内对矿用气体检测仪器的性能要求越来越高，已不再满足于只能检测单一气体的检测仪器，也不再满足于功能单一的仪器。最初的矿用气体检测仪采用自然扩散式，检测范围小，精度低，功能少，只能检测气体浓度值，不具备显示及报警功能。为了提高气体检测精度，现有的气体测定器开始采用泵吸式，但目前国内针对气体检测而涉及的泵吸式测定器能同时检测多种有害气体，特别是能同时测定甲烷和硫化氢的便携式仪器尚不多见。当需要同时检测两种以上气体时，必须携带两台以上仪器，不仅会造成使用不便，还会导致检测成本增加。

另外，随着煤炭工业的高速发展，锂电池在煤矿设备中得到了广泛应用。便携式矿用泵吸式气体测定器大都采用锂电池进行供电。矿用锂电池的不足之处在于对充电机的要求比较苛刻，对保护电路的要求较高。当测定器与充电机直接电连接进行充电时，由于电压波动、漏电流或其他电力因素，有时会出现电火花，严重时还会引起爆炸等重大事故发生，因此矿用泵吸式气体测定器不允许直接在井下进行充电，需要定时送入充电房充电。如何保证锂电池的稳定输出、提高锂电池的使用寿命，如何降低电能消耗、提高锂电池的续航能力，也是当前泵吸式测定器研发设计时不可忽视的一个问题。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种泵吸式多参数测定器，能同时测定多种气体的浓度，由单片机智能控制，检测精度高，功能全面，而且节能省电。

本实用新型的目的是这样来达到的，一种泵吸式多参数测定器，包括单片机控制单元、气体检测单元、电源控制电路、显示控制电路、吸气泵控制电路、按键控制电路、报警电路以及供电单元，其特征在于：所述的气体检测单元包括一氧化碳检测电路、硫化氢检测电路、甲烷检测电路以及氧气检测电路，所述的单片机控制单元分别与一氧化碳检测电路、硫化氢检测电路、甲烷检测电路、氧气检测电路、电源控制电路、显示控制电路、吸气泵控制电路、按键控制电路、报警电路以及供电单元连接。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的单片机控制单元包括单片机U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及晶振X1，所述的单片机U1采用PLC16F886，第一电容C1的一端、第二电容C2的一端以及单片机U1的20脚共同连接第一稳压直流电源V1，第三电容C3的一端和晶振X1的一端共同连接单片机U1的11脚，第四电容C4的一端和晶振X1的另一端共同连接单片机U1的12脚，单片机U1的2、3脚连接所述的电源控制电路，单片机U1的4脚连接所述的氧气检测电路，单片机U1的5脚连接第三稳压直流电源V3，单片机U1的7脚连接所述的一氧化碳检测电路，单片机U1的10、16脚连接所述的供电单元，单片机U1的21脚连接所述的硫化氢检测电路，单片机U1的22脚连接所述的甲烷检测电路，单片机U1的23、24、14、15、18脚连接所述的显示控制电路，单片机U1的13脚连接所述的报警电路，单片机U1的16脚连接所述的吸气泵控制电路，单片机U1的25～28脚连接所述的按键控制电路，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端以及单片机U1的8、19脚共同接地。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的一氧化碳检测电路包括一氧化碳探头S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B，所述的一氧化碳探头S1采用C0-AF，所述的第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B采用LM358，一氧化碳探头S1的1脚与第五电容C5的一端以及第一运算放大器U1A的1脚连接，第五电容C5的另一端与第一电阻R1的一端以及第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端连接一氧化碳探头S1的2脚，一氧化碳探头S1的3脚连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端与第四电阻R4的一端、第六电容C6的一端以及第二运算放大器U1B的6脚连接，第四电阻R4的另一端与第六电容C6的另一端、第二运算放大器U1B的7脚以及第七电阻R7的一端连接，第二运算放大器U1B的5脚连接第六电阻R6的一端，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端以及第三运算放大器U2B的5脚连接，第三运算放大器U2B的6脚与第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端以及第九电容C9的一端连接，第十电阻R10的另一端与第九电容C9的另一端、第三运算放大器U2B的7脚以及第十一电阻R11的一端连接，第十一电阻R11的另一端与第十二电阻R12的一端共同连接所述的单片机U1的7脚，第二电阻R2的另一端连接第一运算放大器U1A的2脚，第一运算放大器U1A的3脚连接第三电阻R3的一端，第一运算放大器U1A的8脚、第七电容C7的一端、第八电容C8的一端以及第十二电阻R12的另一端共同连接第三稳压直流电源V3，第一运算放大器U1A的4脚连接第四稳压直流电源V4，第三电阻R3的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端、第六电阻R6的另一端、第八电阻R8的另一端以及第九电阻R9的另一端共同接地。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的甲烷检测电路包括黑白元件S2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十电容C10、第十一电容C11以及第四运算放大器U3B，所述的黑白元件S2采用MJC4/2.9J，第四运算放大器U3B采用LM358，黑白元件S2的2脚连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端与第十电容C10的一端、第十七电阻R17的一端以及第四运算放大器U3B的5脚连接，第四运算放大器U3B的6脚与第十五电阻R15的一端、第十一电容C11的一端以及第十八电阻R18的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十三电阻R13的一端以及第十四电阻R14的一端连接，第十一电容C11的另一端与第十八电阻R18的另一端、第四运算放大器U3B的7脚以及第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的另一端连接所述的单片机U1的22脚，黑白元件S2的1脚与第十三电阻R13的一端共同连接第二稳压直流电源V2，黑白元件S2的3脚、第十四电阻R14的另一端、第十电容C10的另一端以及第十七电阻R17的另一端共同接地。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的氧气检测电路包括氧气检测探头S3、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十二电容C12以及第五运算放大器U4A，所述的氧气检测探头S3采用02-A2，所述的第五运算放大器U4A采用LM358，氧气检测探头S3的一端连接第二十电阻R20的一端，第二十电阻R20的另一端与第十二电容C12的一端、第二十二电阻R22的一端以及第五运算放大器U4A的2脚连接，第十二电容C12的另一端与第二十二电阻R22的另一端、第五运算放大器U4A的1脚以及第二十三电阻R23的一端连接，第二十三电阻R23的另一端连接所述的单片机U1的4脚，第五运算放大器U4A的3脚连接第二十一电阻R21的一端，第五运算放大器U4A的4脚连接第三稳压直流电源V3，氧气检测探头S3的另一端、第二十一电阻R21的另一端以及第五运算放大器U4A的8脚共同接地。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的电源控制电路包括充电接头J1、二极管D1、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27以及电池E，所述的电池E为YT183650型的锰酸钾电池，充电接头J1的一端与二极管D1的正极以及第二十四电阻R24的一端连接，第二十四电阻R24的另一端与第二十五电阻R25的一端共同连接所述的单片机U1的2脚，第二十六电阻R26的一端和第二十七电阻R27的一端共同连接单片机U1的3脚，二极管D1的负极与第二十六电阻R26的另一端以及电池E的正极连接，并输出第一直流电源VDD，充电接头J1的另一端、第二十五电阻R25的另一端、第二十七电阻R27的另一端以及电池E的负极共同接地。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的显示控制电路包括LCD显示屏U5、第一三极管Q1以及第二十八电阻R28，所述的LCD显示屏U5采用AOXPOO63A-00，第二十八电阻R28的一端连接所述的单片机U1的15脚，第二十八电阻R28的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极连接LCD显示屏U5的K端，LCD显示屏U5的VLCD端连接单片机U1的18脚，LCD显示屏U5的DATA端连接单片机U1的14脚，LCD显示屏U5的/WR端连接单片机U1的23脚，LCD显示屏U5的/CS端连接单片机U1的24脚，LCD显示屏U5的A端连接第一稳压直流电源V1，LCD显示屏U5的VSS端以及第一三极管Q1的发射极共同接地。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的吸气泵控制电路包括双向可控硅ZD、开关接头J2、吸气泵接头J3、第一稳压电源芯片U6、第二三极管Q2、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第十三电容C13以及微型气泵M，所述的第一稳压电源芯片U6采用TPS79330，微型气泵M采用GMPA-1，所述的开关接头J2外接开、停按钮，开关接头J2的2脚连接双向可控硅ZD的控制极，双向可控硅ZD的第一阳极与开关接头J2的3脚以及第二十九电阻R29的一端连接，第二十九电阻R29的另一端连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极连接所述的单片机U1的16脚，第二三极管Q2的集电极与第三十电阻R30的一端以及第一稳压电源芯片U6的3脚连接，第一稳压电源芯片U6的5脚与第十三电容C13的一端以及吸气泵接头J3的1脚连接，吸气泵接头J3的1、2脚分别与微型气泵M的两端连接，第一稳压电源芯片U6的1脚接第二直流电源VCC，开关接头J2的1脚、双向可控硅ZD的第二阳极、第三十电阻R30的另一端、第十三电容C13的另一端、第一稳压电源芯片U6的2脚以及吸气泵接头J3的2脚共同接地。

在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述的按键控制电路包括第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3以及第四按键K4，所述的第一按键K1的一端连接所述的单片机U1的26脚，第二按键K2的一端连接单片机U1的27脚，第三按键K3的一端连接单片机U1的25脚，第四按键K4的一端连接单片机U1的28脚，第一按键K1的另一端、第二按键K2的另一端、第三按键K3的另一端以及第四按键K4的另一端共同接地;所述的报警电路包括第三十一电阻R31、第三三极管Q3以及蜂鸣器B，所述的第三十一电阻R31的一端连接所述的单片机U1的13脚，第三十一电阻R31的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的集电极连接蜂鸣器B的一端，蜂鸣器B的另一端连接第一直流电源VDD，第三三极管Q3的发射极接地。

在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的供电单元包括第一电源稳压电路、第二电源稳压电路、第三电源稳压电路以及第四电源稳压电路，所述的第一电源稳压电路包括第二稳压电源芯片U7、第十四电容C14以及第十五电容C15，第二稳压电源芯片U7采用TPS79330，第二稳压电源芯片U7的1、3脚以及第十四电容C14的一端共同连接第一直流电源VDD，第二稳压电源芯片U7的5脚和第十五电容C15的一端连接，并输出第一稳压直流电源V1，第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端以及第二稳压电源芯片U7的2脚共同接地；所述的第二电源稳压电路包括第三稳压电源芯片U8、第十六电容C16以及第十七电容C17，第三稳压电源芯片U8采用TPS79328，第三稳压电源芯片U8的1脚和第十六电容C16的一端共同连接第一直流电源VDD，第三稳压电源芯片U8的5脚和第十七电容C17的一端连接，并输出第二稳压直流电源V2，第三稳压电源芯片U8的3脚连接所述的单片机U1的16脚，第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端以及第三稳压电源芯片U8的2脚共同接地；所述的第三电源稳压电路包括第四稳压电源芯片U9、第十八电容C18以及第十九电容C19，第四稳压电源芯片U9采用TPS79328，第四稳压电源芯片U9的1脚和第十八电容C18的一端共同连接第一直流电源VDD，第四稳压电源芯片U9的5脚和第十九电容C19的一端连接，并输出第三稳压直流电源V3，第四稳压电源芯片U9的3脚连接所述的单片机U1的10脚，第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端以及第四稳压电源芯片U9的2脚共同接地；所述的第四电源稳压电路包括第五稳压电源芯片U10、第二十电容C20以及第二十一电容C21，第五稳压电源芯片U10采用MAX829，第五稳压电源芯片U10的2脚连接第三稳压直流电源V3，第五稳压电源芯片U10的5脚连接第二十电容C20的一端，第二十电容C20的另一端连接第五稳压电源芯片U10的3脚，第五稳压电源芯片U10的1脚和第二十一电容C21的一端连接，并输出第四稳压直流电源V4，第五稳压电源芯片U10的4脚和第二十一电容C21的另一端共同接地。

本实用新型由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：可同时检测一氧化碳、硫化氢、甲烷以及氧气四种气体浓度，降低了煤矿环境下的气体检测成本；泵吸式的检测方式，与现有自然扩散式相比，能提高检测精度，利于改善报警的时效性；能实时显示气体浓度、时间、机内电压等信息，功能全面；气体的浓度测定、各种数值显示、电源通断以及对外报警等，都由单片机统一控制，智能化程度高，且节能省电。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型所述的单片机控制单元的电原理图。

图3为本实用新型所述的一氧化碳检测电路的电原理图。

图4为本实用新型所述的甲烷检测电路的电原理图。

图5为本实用新型所述的氧气检测电路的电原理图。

图6为本实用新型所述的电源控制电路的电原理图。

图7为本实用新型所述的显示控制电路的电原理图。

图8为本实用新型所述的吸气泵控制电路的电原理图。

图9为本实用新型所述的按键控制电路的电原理图。

图10为本实用新型所述的报警电路的电原理图。

图11为本实用新型所述的第一电源稳压电路的电原理图。

图12为本实用新型所述的第二电源稳压电路的电原理图。

图13为本实用新型所述的第三电源稳压电路的电原理图。

图14为本实用新型所述的第四电源稳压电路的电原理图。

图中：1.单片机控制单元；2.气体检测单元、21.一氧化碳检测电路、22.硫化氢检测电路、23.甲烷检测电路、24.氧气检测电路；3.电源控制电路、4.显示控制电路、5.吸气泵控制电路、6.按键控制电路、7.报警电路；8.供电单元、81.第一电源稳压电路、82.第二电源稳压电路、83.第三电源稳压电路、84.第四电源稳压电路。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

请参阅图1，一种泵吸式多参数测定器，包括单片机控制单元1、气体检测单元2、电源控制电路3、显示控制电路4、吸气泵控制电路5、按键控制电路6、报警电路7以及供电单元8。所述的气体检测单元2包括一氧化碳检测电路21、硫化氢检测电路22、甲烷检测电路23以及氧气检测电路24，所述的单片机控制单元1分别与一氧化碳检测电路21、硫化氢检测电路22、甲烷检测电路23、氧气检测电路24、电源控制电路3、显示控制电路4、吸气泵控制电路5、按键控制电路6、报警电路7以及供电单元8连接。所述的泵吸式多参数测定器在开机后，由吸气泵吸入环境空气中的一氧化碳、硫化氢、甲烷以及氧气等气体，并通过显示控制电路4以数字形式实时显示气体浓度。当一氧化碳、硫化氢以及甲烷的浓度超过设定的报警点、或者氧气的浓度低于或等于设置的报警值时，报警电路7发出声报警信号，以警示浓度超限。该测定器除了能同时测定一氧化碳、硫化氢、甲烷以及氧气的浓度值外，还有日期、时间、星期以及机内电压显示等功能。

请参阅图2，所述的单片机控制单元1包括单片机U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及晶振X1，所述的单片机U1采用PLC16F886。其中，第三电容C3、第四电容C4以及晶振X1构成时钟控制电路，为单片机U1提供所需的时钟信号。单片机U1的2、3脚连接所述的电源控制电路3，单片机U1的4脚连接所述的氧气检测电路24，单片机U1的7脚连接所述的一氧化碳检测电路21，单片机U1的10、16脚连接所述的供电单元8，单片机U1的21脚连接所述的硫化氢检测电路22，单片机U1的22脚连接所述的甲烷检测电路23，单片机U1的23、24、14、15、18脚连接所述的显示控制电路4，单片机U1的13脚连接所述的报警电路7，单片机U1的16脚连接所述的吸气泵控制电路5，单片机U1的25～28脚连接所述的按键控制电路6。气体的浓度测定、数据的分析处理、各种数值的显示、电源通断以及对外报警等，都由单片机控制单元1实现，智能化程度高。

请参阅图3，所述的一氧化碳检测电路21包括一氧化碳探头S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B，所述的一氧化碳探头S1采用深圳联合腾达电子有限公司生产的C0-AF，所述的第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B采用LM358。该一氧化碳检测电路21采用两级信号放大，一氧化碳探头S1的1、2脚接第一运算放大器U1A，用于提供探头基准工作状态电压，一氧化碳探头S1的3脚为片写端，其输出的模拟信号经第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B放大后输出至所述的单片机U1的7脚，为单片机U1提供一氧化碳的浓度值。在本实施例中，所述的硫化氢检测电路22的结构与一氧化碳检测电路21的结构相同，硫化氢的浓度值被输出至单片机U1的21脚。

请参阅图4，所述的甲烷检测电路23包括黑白元件S2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十电容C10、第十一电容C11以及第四运算放大器U3B，所述的黑白元件S2采用中国船舶重工集团公司第七一八研究所生产的MJC4/2.9J，第四运算放大器U3B采用LM358。黑白元件S2为煤矿甲烷检测用载体，用于测量煤矿井下作业环境中的甲烷浓度，其输出的模拟信号经第四运算放大器U3B放大后输出至所述的单片机U1的22脚，第二稳压直流电源V2提供基准工作电压。

请参阅图5，所述的氧气检测电路24包括氧气检测探头S3、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十二电容C12以及第五运算放大器U4A，所述的氧气检测探头S3采用深圳联合腾达电子有限公司生产的02-A2，所述的第五运算放大器U4A采用LM358。氧气检测探头S3输出模拟信号，经第五运算放大器U4A放大后输出至所述的单片机U1的4脚，提供氧气浓度值，第三稳压直流电源V3提供基准工作电压。

请参阅图6，所述的电源控制电路3包括充电接头J1、二极管D1、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27以及电池E，所述的电池E为山东潍坊晨辉锂电池科技有限公司生产的YT183650型的锰酸钾电池。充电接口J1为电压输入端，充电接头J1的一端与二极管D1的正极以及第二十四电阻R24的一端连接，第二十四电阻R24的另一端与第二十五电阻R25的一端共同连接所述的单片机U1的2脚，单片机U1的2脚为充电检测片口，用于检测电池E的充放电状态；第二十六电阻R26的一端和第二十七电阻R27的一端共同连接单片机U1的3脚，单片机U1的3脚为电压检测片口，用于检测电池E的电压，欠压时由单片机U1控制，使测定器关机。二极管D1的负极与第二十六电阻R26的另一端以及电池E的正极连接，输出第一直流电源VDD，为测定器中的各个电路提供必要的工作电源。

请参阅图7，所述的显示控制电路4包括LCD显示屏U5、第一三极管Q1以及第二十八电阻R28，所述的LCD显示屏U5采用上海奥显电子科技有限公司生产的AOXPOO63A-00。第二十八电阻R28的一端连接所述的单片机U1的15脚，单片机U1的15脚为背光控制接口，控制LCD显示屏U5的背光亮度。第二十八电阻R28的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极连接LCD显示屏U5的K端。LCD显示屏U5的VLCD端连接单片机U1的18脚，进行电压输出；LCD显示屏U5的DATA端连接单片机U1的14脚，为数据口；LCD显示屏U5的/WR端连接单片机U1的23脚，为写入端；LCD显示屏U5的/CS端连接单片机U1的24脚，为片选端。该显示控制电路4除了能够显示气体浓度值、日期、时间、星期之外，还有低电压显示功能，能对电池电压进行显示，以确保在电池电量耗尽前及时充电，避免出现因电池电量耗尽而不能及时检测气体浓度，从而导致事故发生的情况。

请参阅图8，所述的吸气泵控制电路5包括双向可控硅ZD、开关接头J2、吸气泵接头J3、第一稳压电源芯片U6、第二三极管Q2、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第十三电容C13以及微型气泵M，所述的第一稳压电源芯片U6采用TPS79330，微型气泵M采用北京金寿微型气泵研制生产中心生产的GMPA-1。所述的开关接头J2外接开、停按钮，开关接头J2的2脚连接双向可控硅ZD的控制极，用于控制微型气泵M的工作状态。第二三极管Q2的发射极连接所述的单片机U1的16脚，单片机U1的16脚为使能控制端，当其输出高电平时，第二三极管Q2导通，微型气泵M开始工作。第一稳压电源芯片U6、第三十电阻R30以及第十三电容C13构成电源稳压电路，提供标准输出电压。采用微型气泵M，将被检测气体通过气泵吸收到密闭的气室内，与自然扩散式气体测定仪相比，检测精度更加准确。

请参阅图9，所述的按键控制电路6包括第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3以及第四按键K4。所述的第一按键K1的一端连接所述的单片机U1的26脚，第二按键K2的一端连接单片机U1的27脚，第三按键K3的一端连接单片机U1的25脚，第四按键K4的一端连接单片机U1的28脚，其中，第一按键K1为自检键，第二按键K2为检测键，第三按键K3为开关键、第四按键K4为校零键。

请参阅图10，所述的报警电路7包括第三十一电阻R31、第三三极管Q3以及蜂鸣器B，所述的第三十一电阻R31的一端连接所述的单片机U1的13脚，第三三极管Q3构成功率放大单元。当一氧化碳、硫化氢以及甲烷的浓度超过设定的报警点、或者氧气的浓度低于或等于设置的报警值时，所述的单片机U1控制报警电路7发出声报警信号，以警示浓度超限。

请参阅图11～图14，所述的供电单元8包括第一电源稳压电路81、第二电源稳压电路82、第三电源稳压电路83以及第四电源稳压电路84。所述的第一电源稳压电路81包括第二稳压电源芯片U7、第十四电容C14以及第十五电容C15，第二稳压电源芯片U7采用TPS79330。第一电源稳压电路81将第一直流电源VDD转换并输出第一稳压直流电源V1。所述的第二电源稳压电路82包括第三稳压电源芯片U8、第十六电容C16以及第十七电容C17，第三稳压电源芯片U8采用TPS79328。第二电源稳压电路82将第一直流电源VDD转换并输出第二稳压直流电源V2。第三稳压电源芯片U8的3脚连接所述的单片机U1的16脚。为保护黑白元件S2，当测定器检测到环境空气中甲烷浓度大于等于报警值点时，测定器切断黑白元件S2的供电并报警。当测定器开机后检测到没有挂接黑白元件S2或黑白元件S2失效后，测定器关闭黑白元件S2的供电，以降低测定器的耗电。所述的第三电源稳压电路83包括第四稳压电源芯片U9、第十八电容C18以及第十九电容C19，第四稳压电源芯片U9采用TPS79328，第四稳压电源芯片U9的3脚连接所述的单片机U1的10脚。在待机状态下，单片机U1控制第三稳压电源芯片U8和第四稳压电源芯片U9不通电，使测定器进入省电模式。第三电源稳压电路83将第一直流电源VDD转换并输出第三稳压直流电源V3。所述的第四电源稳压电路84包括第五稳压电源芯片U10、第二十电容C20以及第二十一电容C21，第五稳压电源芯片U10采用MAX829。第四电源稳压电路84将第三稳压直流电源V3转换并输出第四稳压直流电源V3。供电单元8为测定器各部分电路提供稳定的标准输出电源，以确保各部分电路稳定工作，延长各部分电路的使用寿命。

本实用新型主要用于煤矿井下甲烷检测员、通风员、班组长、队长、工程技术人员、下矿干部、放炮员随身携带，进行甲烷、氧气、一氧化碳、硫化氢浓度的检测和报警，检测精度高、节能省电且功能全面。

Claims (10)

1.一种泵吸式多参数测定器，包括单片机控制单元(1)、气体检测单元(2)、电源控制电路(3)、显示控制电路(4)、吸气泵控制电路(5)、按键控制电路(6)、报警电路(7)以及供电单元(8)，其特征在于：所述的气体检测单元(2)包括一氧化碳检测电路(21)、硫化氢检测电路(22)、甲烷检测电路(23)以及氧气检测电路(24)，所述的单片机控制单元(1)分别与一氧化碳检测电路(21)、硫化氢检测电路(22)、甲烷检测电路(23)、氧气检测电路(24)、电源控制电路(3)、显示控制电路(4)、吸气泵控制电路(5)、按键控制电路(6)、报警电路(7)以及供电单元(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的单片机控制单元(1)包括单片机U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及晶振X1，所述的单片机U1采用PLC16F886，第一电容C1的一端、第二电容C2的一端以及单片机U1的20脚共同连接第一稳压直流电源V1，第三电容C3的一端和晶振X1的一端共同连接单片机U1的11脚，第四电容C4的一端和晶振X1的另一端共同连接单片机U1的12脚，单片机U1的2、3脚连接所述的电源控制电路(3)，单片机U1的4脚连接所述的氧气检测电路(24)，单片机U1的5脚连接第三稳压直流电源V3,单片机U1的7脚连接所述的一氧化碳检测电路(21)，单片机U1的10、16脚连接所述的供电单元(8)，单片机U1的21脚连接所述的硫化氢检测电路(22)，单片机U1的22脚连接所述的甲烷检测电路(23)，单片机U1的23、24、14、15、18脚连接所述的显示控制电路(4)，单片机U1的13脚连接所述的报警电路(7)，单片机U1的16脚连接所述的吸气泵控制电路(5)，单片机U1的25～28脚连接所述的按键控制电路(6)，第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端以及单片机U1的8、19脚共同接地。

3.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的一氧化碳检测电路(21)包括一氧化碳探头S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B，所述的一氧化碳探头S1采用C0-AF，所述的第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B以及第三运算放大器U2B采用LM358，一氧化碳探头S1的1脚与第五电容C5的一端以及第一运算放大器U1A的1脚连接，第五电容C5的另一端与第一电阻R1的一端以及第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端连接一氧化碳探头S1的2脚，一氧化碳探头S1的3脚连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端与第四电阻R4的一端、第六电容C6的一端以及第二运算放大器U1B的6脚连接，第四电阻R4的另一端与第六电容C6的另一端、第二运算放大器U1B的7脚以及第七电阻R7的一端连接，第二运算放大器U1B的5脚连接第六电阻R6的一端，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端以及第三运算放大器U2B的5脚连接，第三运算放大器U2B的6脚与第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端以及第九电容C9的一端连接，第十电阻R10的另一端与第九电容C9的另一端、第三运算放大器U2B的7脚以及第十一电阻R11的一端连接，第十一电阻R11的另一端与第十二电阻R12的一端共同连接所述的单片机U1的7脚，第二电阻R2的另一端连接第一运算放大器U1A的2脚，第一运算放大器U1A的3脚连接第三电阻R3的一端，第一运算放大器U1A的8脚、第七电容C7的一端、第八电容C8的一端以及第十二电阻R12的另一端共同连接第三稳压直流电源V3，第一运算放大器U1A的4脚连接第四稳压直流电源V4，第三电阻R3的另一端、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端、第六电阻R6的另一端、第八电阻R8的另一端以及第九电阻R9的另一端共同接地。

4.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的甲烷检测电路(23)包括黑白元件S2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十电容C10、第十一电容C11以及第四运算放大器U3B，所述的黑白元件S2采用MJC4/2.9J，第四运算放大器U3B采用LM358，黑白元件S2的2脚连接第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端与第十电容C10的一端、第十七电阻R17的一端以及第四运算放大器U3B的5脚连接，第四运算放大器U3B的6脚与第十五电阻R15的一端、第十一电容C11的一端以及第十八电阻R18的一端连接，第十五电阻R15的另一端与第十三电阻R13的一端以及第十四电阻R14的一端连接，第十一电容C11的另一端与第十八电阻R18的另一端、第四运算放大器U3B的7脚以及第十九电阻R19的一端连接，第十九电阻R19的另一端连接所述的单片机U1的22脚，黑白元件S2的1脚与第十三电阻R13的一端共同连接第二稳压直流电源V2，黑白元件S2的3脚、第十四电阻R14的另一端、第十电容C10的另一端以及第十七电阻R17的另一端共同接地。

5.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的氧气检测电路(24)包括氧气检测探头S3、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第十二电容C12以及第五运算放大器U4A，所述的氧气检测探头S3采用02-A2，所述的第五运算放大器U4A采用LM358，氧气检测探头S3的一端连接第二十电阻R20的一端，第二十电阻R20的另一端与第十二电容C12的一端、第二十二电阻R22的一端以及第五运算放大器U4A的2脚连接，第十二电容C12的另一端与第二十二电阻R22的另一端、第五运算放大器U4A的1脚以及第二十三电阻R23的一端连接，第二十三电阻R23的另一端连接所述的单片机U1的4脚，第五运算放大器U4A的3脚连接第二十一电阻R21的一端，第五运算放大器U4A的4脚连接第三稳压直流电源V3，氧气检测探头S3的另一端、第二十一电阻R21的另一端以及第五运算放大器U4A的8脚共同接地。

6.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的电源控制电路(3)包括充电接头J1、二极管D1、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27以及电池E，所述的电池E为YT183650型的锰酸钾电池，充电接头J1的一端与二极管D1的正极以及第二十四电阻R24的一端连接，第二十四电阻R24的另一端与第二十五电阻R25的一端共同连接所述的单片机U1的2脚，第二十六电阻R26的一端和第二十七电阻R27的一端共同连接单片机U1的3脚，二极管D1的负极与第二十六电阻R26的另一端以及电池E的正极连接，并输出第一直流电源VDD，充电接头J1的另一端、第二十五电阻R25的另一端、第二十七电阻R27的另一端以及电池E的负极共同接地。

7.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的显示控制电路(4)包括LCD显示屏U5、第一三极管Q1以及第二十八电阻R28，所述的LCD显示屏U5采用AOXPOO63A-00，第二十八电阻R28的一端连接所述的单片机U1的15脚，第二十八电阻R28的另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极连接LCD显示屏U5的K端，LCD显示屏U5的VLCD端连接单片机U1的18脚，LCD显示屏U5的DATA端连接单片机U1的14脚，LCD显示屏U5的/WR端连接单片机U1的23脚，LCD显示屏U5的/CS端连接单片机U1的24脚，LCD显示屏U5的A端连接第一稳压直流电源V1，LCD显示屏U5的VSS端以及第一三极管Q1的发射极共同接地。

8.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的吸气泵控制电路(5)包括双向可控硅ZD、开关接头J2、吸气泵接头J3、第一稳压电源芯片U6、第二三极管Q2、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第十三电容C13以及微型气泵M，所述的第一稳压电源芯片U6采用TPS79330，微型气泵M采用GMPA-1，所述的开关接头J2外接开、停按钮，开关接头J2的2脚连接双向可控硅ZD的控制极，双向可控硅ZD的第一阳极与开关接头J2的3脚以及第二十九电阻R29的一端连接，第二十九电阻R29的另一端连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极连接所述的单片机U1的16脚，第二三极管Q2的集电极与第三十电阻R30的一端以及第一稳压电源芯片U6的3脚连接，第一稳压电源芯片U6的5脚与第十三电容C13的一端以及吸气泵接头J3的1脚连接，吸气泵接头J3的1、2脚分别与微型气泵M的两端连接，第一稳压电源芯片U6的1脚接第二直流电源VCC，开关接头J2的1脚、双向可控硅ZD的第二阳极、第三十电阻R30的另一端、第十三电容C13的另一端、第一稳压电源芯片U6的2脚以及吸气泵接头J3的2脚共同接地。

9.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的按键控制电路(6)包括第一按键K1、第二按键K2、第三按键K3以及第四按键K4，所述的第一按键K1的一端连接所述的单片机U1的26脚，第二按键K2的一端连接单片机U1的27脚，第三按键K3的一端连接单片机U1的25脚，第四按键K4的一端连接单片机U1的28脚，第一按键K1的另一端、第二按键K2的另一端、第三按键K3的另一端以及第四按键K4的另一端共同接地;所述的报警电路(7)包括第三十一电阻R31、第三三极管Q3以及蜂鸣器B，所述的第三十一电阻R31的一端连接所述的单片机U1的13脚，第三十一电阻R31的另一端连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的集电极连接蜂鸣器B的一端，蜂鸣器B的另一端连接第一直流电源VDD，第三三极管Q3的发射极接地。

10.根据权利要求2所述的一种泵吸式多参数测定器，其特征在于所述的供电单元(8)包括第一电源稳压电路(81)、第二电源稳压电路(82)、第三电源稳压电路(83)以及第四电源稳压电路(84)，所述的第一电源稳压电路(81)包括第二稳压电源芯片U7、第十四电容C14以及第十五电容C15，第二稳压电源芯片U7采用TPS79330，第二稳压电源芯片U7的1、3脚以及第十四电容C14的一端共同连接第一直流电源VDD，第二稳压电源芯片U7的5脚和第十五电容C15的一端连接，并输出第一稳压直流电源V1，第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端以及第二稳压电源芯片U7的2脚共同接地；所述的第二电源稳压电路(82)包括第三稳压电源芯片U8、第十六电容C16以及第十七电容C17，第三稳压电源芯片U8采用TPS79328，第三稳压电源芯片U8的1脚和第十六电容C16的一端共同连接第一直流电源VDD，第三稳压电源芯片U8的5脚和第十七电容C17的一端连接，并输出第二稳压直流电源V2，第三稳压电源芯片U8的3脚连接所述的单片机U1的16脚，第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端以及第三稳压电源芯片U8的2脚共同接地；所述的第三电源稳压电路(83)包括第四稳压电源芯片U9、第十八电容C18以及第十九电容C19，第四稳压电源芯片U9采用TPS79328，第四稳压电源芯片U9的1脚和第十八电容C18的一端共同连接第一直流电源VDD，第四稳压电源芯片U9的5脚和第十九电容C19的一端连接，并输出第三稳压直流电源V3，第四稳压电源芯片U9的3脚连接所述的单片机U1的10脚，第十八电容C18的另一端、第十九电容C19的另一端以及第四稳压电源芯片U9的2脚共同接地；所述的第四电源稳压电路(84)包括第五稳压电源芯片U10、第二十电容C20以及第二十一电容C21，第五稳压电源芯片U10采用MAX829，第五稳压电源芯片U10的2脚连接第三稳压直流电源V3，第五稳压电源芯片U10的5脚连接第二十电容C20的一端，第二十电容C20的另一端连接第五稳压电源芯片U10的3脚，第五稳压电源芯片U10的1脚和第二十一电容C21的一端连接，并输出第四稳压直流电源V4，第五稳压电源芯片U10的4脚和第二十一电容C21的另一端共同接地。