CN207423865U

CN207423865U - 一种可燃气体探测器

Info

Publication number: CN207423865U
Application number: CN201820246381.5U
Authority: CN
Inventors: 周明喜; 张军; 陈磊
Original assignee: Jinan Deltm Instrument Co Ltd
Current assignee: Jinan Deltm Instrument Co Ltd
Priority date: 2018-02-11
Filing date: 2018-02-11
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2028-02-11

Abstract

本实用新型公开了一种可燃气体探测器，包括电源管理单元，主控芯片单元，显示单元，红外遥控单元，传感器信号处理单元，温度采集单元，干节点输出单元，V/I转换电路单元和通信电路单元；所述的红外遥控单元，包括红外遥控发射器和红外接收模块；所述的主控芯片单元分别连接显示单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元、红外接收模块，所述传感器信号处理单元采用三运放仪表放大器电路，本实用新型能够根据环境温度对催化燃烧式可燃气体传感器采样的数据进行补偿，使传感器在不同的环境温度下，准确检测出的气体浓度，可以远距离接收红外信号，对探测器进行调节，免除了在现场开盖操作。

Description

一种可燃气体探测器

技术领域

本实用新型涉及气体探测器领域，具体说是一种可燃气体探测器。

背景技术

目前，可燃性气体探测器普遍采用的催化燃烧式传感器，在使用、调试的过程中，都难免存在需要调零及标定的操作，甚至有的需要修改探测器的量程值、报警值等参数。目前，国内大多数企业生产的气体探测器，对于上述操作，都是通过手动调节探测器内线路板上的电位器，或使用手操器来实现，探测器调零及标定时，如采用手动调节和手操器操作，都需要打开仪表盖进行操作，十分不便。再者，催化燃烧式传感器是通过铂丝燃烧特性来检测气体，所以传感器在不同的环境温度下，检测出的气体浓度偏差比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种可燃气体探测器，带有红外遥控设置，传感器信号处理采用仪表放大器电路，而且具有温度采集单元能够根据环境温度对传感器采样的数据进行补偿。解决了现场可燃气体探测器调零和标定的不方便，并能在不同的环境温度下准确检测出可燃气体浓度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种可燃气体探测器，包括电源管理单元、主控芯片单元、显示单元、红外遥控单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元；

所述的电源管理单元分别连接主控芯片单元、显示单元、红外遥控单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元，给其它各单元提供电源；

所述的红外遥控单元，包括红外遥控发射器和红外接收模块；

所述的主控芯片单元分别连接显示单元、红外接收模块、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元；

所述的传感器信号处理单元包括可燃气体采集电路和信号放大电路；

所述的信号放大电路是包括运算放大器U1A、U1B、U1C的三运放仪表放大器电路；

所述的可燃气体采集电路采用催化燃烧式可燃气体传感器，所述的催化燃烧式可燃气体传感器的脚1和脚4为加热丝、引脚2和引脚3为铂金丝，接电源引脚1连接+2.5V电压，脚3、脚4连接后输出信号NAP，输出信号NAP分别连接电阻R4、电容C2，电阻R4的另一端分别连接运算放大器U1A的同向输入端和电阻R5，电阻R5的另一端接地，运算放大器U1B的同向输入端接电阻R2，电阻R2的另一端分别接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端分别连接电容C1和+2.5V电压，电阻R3的另一端分别连接电容C2、催化燃烧式可燃气体传感器的接地引脚2、电容C1后接地；所述的催化燃烧式可燃气体传感器的输出信号NAP还连接电阻1R38一端后输出信号AD1_output，AD1_output信号接到主控芯片单元输入信号端；

所述的运算放大器U1C的输出端连接电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C3后输出信号AD0_output，电容C3的另一端接地，输出信号AD0_output向主控芯片单元输入信号；

所述的温度采集单元采用热敏电阻，所述的热敏电阻一端接地，另一端分别连接电阻R8、R9，R9的另一端接+3.3V电源，R8的另一端分别连接输出信号AD2_output和电阻C10，电阻C10另一端接地，输出信号AD2_output向主控芯片单元输入信号。

进一步，主控芯片单元MCU可采用STM32F100R8T6芯片，此芯片内置16K Flash、8KRAM、7x16-bit时钟、16x12bit ADC、2x12bit DAC、51个IO口、2.0～3.6V供电电压、-40～105度工作温度；

进一步，催化燃烧式可燃气体传感器可采用NAP-55A催化燃烧式可燃气体传感器；

进一步，所述的红外接收模块内自带解码器；

进一步，所述的显示单元采用目前市面上使用最普遍用数码管；

进一步，所述的温度采集单元采用高精度的热敏电阻，可检测温度范围为-70～100℃，可以满足产品的绝大部分应用场合；

进一步，所述的干节点输出单元采用继电器无源节点输出，所述的V/I转换电路单元可以输出4～20mA电流信号、输入电压范围宽7～44VDC，所述的通信电路单元采用RS485通讯数字信号输出。

本实用新型的有益效果如下：

1、具有温度采集单元能够根据环境温度对催化燃烧式可燃气体传感器采样的数据进行补偿，使传感器在不同的环境温度下，准确检测出的气体浓度。

2、可以远距离接收红外信号，对探测器进行调节，免除了在现场开盖操作。

附图说明

图1为本实用新型的一种可燃气体探测器电路模块示意图。

图2(a)、图2(b)为本实用新型的一种可燃气体探测器的电源管理单元电路原理图。

图3为本实用新型的一种可燃气体探测器的主控芯片单元模块示意图。

图4为本实用新型的一种可燃气体探测器的传感器信号处理单元电路原理图。

图5为本实用新型的一种可燃气体探测器的温度采集单元电路原理图。

图6为本实用新型的一种可燃气体探测器的红外遥控单元电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述。

如图1所示，该一种可燃气体探测器包括电源管理单元、主控芯片单元、显示单元、红外遥控单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元、通信电路单元。

电源管理单元与各单元间提供电源，如图2(a)、图2(b)所示，外部的DC24V电源作为整个系统的供电电压输入到电源管理单元；除了干节点输出单元和V/I转换电路单元的供电电压为DC24V，传感器信号处理单元采用DC2.5V供电外，其它各单元采用DC3.3V供电。

如图3所示，主控芯片单元可采用STM32F100R8T6芯片，接收来自传感器信号处理单元的模拟信号值，并根据温度采集单元的当前温度，计算出当前可燃气体浓度值，并通过显示单元显示出实时浓度值。主控芯片单元根据当前的浓度值通过V/I转换电路单元输出与浓度值成比例的4～20mA电流，当气体浓度达到预设的报警值时，主控芯片单元可通过干节点输出单元输出报警信号，通信电路单元可采用RS-485通信模块，V/I转换电路单元、干节点输出单元和通信电路单元通过主控芯片单元进行使能或禁止，可根据现场的应用要求进行使能或禁止。

如图4所示，传感器信号处理单元包括可燃气体采集电路和信号放大电路,信号放大电路是包括运算放大器U1A、U1B、U1C的三运放仪表放大器电路；可燃气体采集电路的可燃气体传感器S1可采用NAP-55A催化燃烧式可燃气体传感器， NAP-55A具有良好的稳定性、应答速度极快、体积超小等优点，该传感器的脚1和脚4为加热丝、脚2和脚3为铂金丝；因为铂金丝在不同的温度下电阻有规律变化，当可燃气体进入催化燃烧元件时，在催化剂的作用下，铂金丝温度升高从而电阻值升高。接电源引脚1连接+2.5V电压，引脚3、引脚4连接后输出信号NAP，输出信号NAP的分别连接电阻R4、电容C2，电阻R4的另一端分别连接运算放大器U1A的同向输入端3和电阻R5，电阻R5的另一端接地，运算放大器U1B的同向输入端5接电阻R2，电阻R2的另一端分别接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端分别连接电容C1和+2.5V电压，电阻R3的另一端分别连接电容C2、催化燃烧式可燃气体传感器的接地引脚2、电容C1另一端后接地；所述的催化燃烧式可燃气体传感器的输出信号NAP还连接电阻1R38一端后输出信号AD1_output，AD1_output信号接到主控芯片单元，向主控芯片单元输入信号；

所述的运算放大器U1C的输出端11连接电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C3后输出信号AD0_output，电容C3的另一端接地，输出信号AD0_output与主控芯片单元相连，向主控芯片单元输入信号；

主控芯片单元结合AD0_output和AD1_output值，当两个模拟值中的任何一个值超出预定的范围值时，即判断为催化燃烧式可燃气体传感器S1失效故障,提醒用户及时更换催化燃烧式传感器S1。

如图5所示，温度采集单元，温度采集可采用热敏电阻形式，T1为热敏电阻，采用的型号可为：MF52A1104J3950；在不同时的温度下，T1的电阻值成线性变化，热敏电阻T1一端接地，另一端分别连接电阻R8、R9，R9的另一端接地，R8的另一端分别连接输出信号AD2_output和电阻C10，电阻C10另一端接地。主控芯片单元通过测量输出的模拟信号AD2_output值，可以准确的计算出当前的温度。主控芯片单元结合传感器信号处理单元输出信号AD0_output和温度采集单元输出信号AD2_output的值，可以准确计算出当前的可燃气体浓度值。

如图6所示，红外遥控单元，Q1为集成度非常高的红外接收模块，模块内置解码器，当模块接到匹配的红外遥控发射器发射的信号时，输出38KHz频率的信号IR_LED_INT到主控芯片单元，主控芯片单元根据接到的信号IR_LED_INT执行预设好的功能，从而可以很方便实现现场的探测器调零和标定等工作。

本发明不限于具体实施方式所阐述的实施例，任何与本发明一致或受本发明启发的设计均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种可燃气体探测器，其特征在于：包括电源管理单元、主控芯片单元、显示单元、红外遥控单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元；

所述的电源管理单元分别连接主控芯片单元、显示单元、红外遥控单元、传感器信号处理单元、温度采集单元、干节点输出单元、V/I转换电路单元和通信电路单元；

所述的信号放大电路是包括运算放大器U1A、U1B、U1C的三运放仪表放大器电路。

2.根据权利要求1所述的一种可燃气体探测器，其特征在于：所述的可燃气体采集电路采用催化燃烧式可燃气体传感器，所述的催化燃烧式可燃气体传感器的接电源引脚1连接+2.5V电压，引脚3、引脚4连接后输出信号NAP，输出信号NAP分别连接电阻R4、电容C2，电阻R4的另一端分别连接运算放大器U1A的同向输入端和电阻R5，电阻R5的另一端接地，运算放大器U1B的同向输入端接电阻R2，电阻R2的另一端分别接电阻R1和电阻R3，电阻R1的另一端分别连接电容C1和+2.5V电压，电阻R3的另一端分别连接电容C2、催化燃烧式可燃气体传感器的接地引脚2、电容C1后接地；所述的输出信号NAP还连接电阻1R38后输出信号AD1_output，输出信号AD1_output接到主控芯片单元输入信号端；

所述的运算放大器U1C的输出端连接电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C3后输出信号AD0_output，电容C3的另一端接地，输出信号AD0_output向主控芯片单元输入信号。

3.根据权利要求1所述的一种可燃气体探测器，其特征在于：所述的温度采集单元采用热敏电阻，所述的热敏电阻一端接地，另一端连接电阻R8、R9，R9的另一端接+3.3V电压，R8的另一端分别连接输出信号AD2_output和电容C10，电容C10另一端接地，输出信号AD2_output连接到主控芯片单元。

4.根据权利要求1所述的一种可燃气体探测器，其特征在于，所述显示单元采用数码管。

5.根据权利要求1所述的一种可燃气体探测器，其特征在于，所述的干节点输出单元采用继电器无源节点输出。