CN205859608U

CN205859608U - 一种基于单片机的管道气体检测系统

Info

Publication number: CN205859608U
Application number: CN201620624357.1U
Authority: CN
Inventors: 徐超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2026-06-21

Abstract

本实用新型主要涉及一种气体检测系统，更具体地，涉及一种基于单片机的管道气体检测系统。基于单片机的管道气体检测系统包括单片机、温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块、浓度检测模块、显示模块、按键模块、报警模块、电源模块、通信模块、终端，温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块、浓度检测模块、按键模块的输出端连接着单片机的输入端，单片机的输出端连接着显示模块、报警模块的输入端，电源模块用于给系统供电，终端通过通信模块进行连接。不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。用户可以通过终端对管道气体进行监测。

Description

一种基于单片机的管道气体检测系统

技术领域

本实用新型主要涉及一种气体检测系统，更具体地说，涉及一种基于单片机的管道气体检测系统。

背景技术

管道气体检测在医药、化工和食品等工业领域应用非常广泛，管道内流动的气体不同，其温度、压力和流量等指标都会有所不同。管道气体的检测信号种类多，测量电枢多，对检测系统的要求高，因此，采用单片机对管道气体进行检测是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于单片机的管道气体检测系统，其结构简单，可靠性高、抗干扰能力强，不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。并且可以通过通信模块连接到终端，用户可以通过终端对管道气体进行监测。

为解决上述技术问题，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统包括单片机、温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块、浓度检测模块、显示模块、按键模块、报警模块、电源模块、通信模块、终端，其结构简单，可靠性高、抗干扰能力强，不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。并且可以通过通信模块连接到终端，用户可以通过终端对管道气体进行监测。

其中，所述温度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述流量检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述浓度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着显示模块的输入端；所述按键模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着报警模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述通信模块连接着单片机；所述终端通过通信模块进行连接。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述单片机采用P87C591。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述报警模块采用声光报警。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述温度检测模块采用K型镍铬镍铝热电偶。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述压力检测模块采用霍尔压力传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述流量检测模块采用压电式涡街传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述浓度检测模块采用MQ-4。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统所述通信模块采用WIFI模块或者蓝牙模块或者4G模块。

控制效果：本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统，其结构简单，可靠性高、抗干扰能力强，不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。并且可以通过通信模块连接到终端，用户可以通过终端对管道气体进行监测。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的单片机电路原理图。

图3为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的热电偶冷端补偿电路原理图。

图4为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的模数转换电路原理图。

图5为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的报警模块电路原理图。

图6为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的电源电路原理图。

图7为本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的浓度检测模块电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，本实施方式所述一种基于单片机的管道气体检测系统包括单片机、温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块、浓度检测模块、显示模块、按键模块、报警模块、电源模块、通信模块、终端，其结构简单，可靠性高、抗干扰能力强，不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。并且可以通过通信模块连接到终端，用户可以通过终端对管道气体进行监测。

其中，所述温度检测模块的输出端连接着单片机的输入端，温度检测模块用于检测管道气体的温度信号，并将所测的温度信息传送给单片机。

所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端，压力检测模块用于检测管道气体的压力信号，并将所测压力信号传送给单片机。

所述流量检测模块的输出端连接着单片机的输入端，流量检测模块用于检测管道气体的流量信号，并将所测流量信号传送给单片机。

所述浓度检测模块的输出端连接着单片机的输入端，浓度检测模块用于检测管道气体外部的浓度信号，并将浓度信号传送给单片机。

所述单片机的输出端连接着显示模块的输入端，单片机用于向显示模块发送控制信号，控制显示模块显示数据信息。

所述按键模块的输出端连接着单片机的输入端，按键模块用于设定参数信息，并将所输入信号传送给单片机。

所述单片机的输出端连接着报警模块的输入端，单片机用于向报警模块发送控制信号，控制报警模块进行报警。

所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端，电源模块用于给单片机提供电能，保证系统的正常工作。

所述通信模块连接着单片机，通信模块用于传输数据信息。

所述终端通过通信模块进行连接，终端用于接收单片机发送的信息，方便用户及时查看系统数据。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述单片机采用P87C591。所述P87C591是一个单片8位高性能微控制器，具有片内CAN控制器，从80C51微控制器家族派生而来。它采用了强大的80C51指令集并成功地包含了PHILIPS半导体SJA1000CAN控制器强大的PeliCAN功能。16K字节内部程序存储器，512字节片内数据RAM；具有3个16位定时/计数器：T0、T1和T2(捕获&比较)，1个片内看门狗定时器；带6路模拟输入的10位ADC，可选择快速8位ADC；2个8位分辨率的脉宽调制输出(PWM)；具有32个可编程I/O口(准双向、推挽、高阻和开漏)；带硬件I2C总线接口；全双工增强型UART，带有可编程波特率发生器双DPTR；可禁止ALE实现低EMI；低电平复位信号；增强型PeliCAN内核；增强的温度范围：-40～+85℃。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述报警模块采用声光报警。采集到的数字信号经过单片机分析处理后，如果管道外部气体浓度达到报警模块设置的临界点时，单片机将控制蜂鸣器报警，同时LED亮，做出声光报警。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述温度检测模块采用K型镍铬镍铝热电偶。K型镍铬镍铝热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中。热电偶通过补偿电路经模数转换器连接I2C总线，通过I2C总线将数据传送给单片机。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述压力检测模块采用霍尔压力传感器。所述霍尔压力传感器是由弹性膜盒将被测压力变换位移。霍尔元件固定在膜盒的自由端上随弹性膜盒一同移动。霍尔元件在线性变化磁场中移动时，将输出霍尔电势。霍尔元件应用时需要连接补偿电路和线性输出电路，经模数转换器连接I2C总线，通过I2C总线将数据传送给单片机。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述流量检测模块采用压电式涡街传感器。压电元件前置放大器的输入电阻应极高，前置放大器可以放大压电元件的微弱电信号并把高阻抗输入变换为低阻抗输出。前置放大器一般有电压放大器和电荷放大器两种形式。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述浓度检测模块采用MQ-4。所述MQ-4气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-4气体传感器对液化气、甲烷、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

具体实施方式八：

结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述通信模块采用WIFI模块或者蓝牙模块或者4G模块，所述终端可以通过WIFI模块或者蓝牙模块或者4G模块与单片机进行通信，便于产看系统数据信息。

本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统的工作原理为：本实用新型一种基于单片机的管道气体检测系统结构简单，可靠性高、抗干扰能力强，不仅能对管道气体的温度、压力、流量进行检测，还能通过浓度检测模块检测管道是否有气体泄露，一旦发现气体泄露立即进行报警。并且可以通过通信模块连接到终端，用户可以通过终端对管道气体进行监测。温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块通过数模转换与单片机I2C总线进行连接，用于检测管道气体的温度信号、压力信号、流量信号，并送给单片机进行分析处理，浓度检测模块用于检测管道外部的气体浓度信号，从而判断管道是否漏气，如果检测到气体浓度超过限定值，则单片机控制报警模块进行报警。按键模块用于对系统的开关状态进行控制，显示模块用于显示系统检测的管道气体的信息值。终端可以通过通信模块对管道气体的温度、压力、流量及漏气信息进行实时查看和监控。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于，所述基于单片机的管道气体检测系统包括单片机、温度检测模块、压力检测模块、流量检测模块、浓度检测模块、显示模块、按键模块、报警模块、电源模块、通信模块、终端，所述温度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述流量检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述浓度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着显示模块的输入端；所述按键模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着报警模块的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述通信模块连接着单片机；所述终端通过通信模块进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述单片机采用P87C591。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述报警模块采用蜂鸣器。

4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述温度检测模块采用K型镍铬镍铝热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述压力检测模块采用霍尔压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述流量检测模块采用压电式涡街传感器。

7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述浓度检测模块采用MQ-4。

8.根据权利要求1所述的一种基于单片机的管道气体检测系统，其特征在于：所述通信模块采用WIFI模块或者蓝牙模块或者4G模块。