CN208520841U - 非现场校准气体探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非现场校准气体探测器，属于气体检测，解决了探测器调零需要将样气瓶带到现场耗费人力的问题，包括壳体、探头，所述探头上设置有气体传感器、连接在气体传感器上的用于探测器调零的校准模块，以及连接在校准模块上的输出端口，所述壳体上设置有输入端口、连接在输入端口上的控制单片机、连接在控制单片机上的显示模块、以及连接在控制单片机上的报警模块，所述输入端口与输出端口通过正头和负头连接。本实用新型具有节省人力的优点。

Description

非现场校准气体探测器

技术领域

本实用新型涉一种气体探测器，属于检测设备。

背景技术

气体探测器是一种气体浓度的检测设备，该仪器适用于存在可燃或有毒气体的危险场所，能长期连续检测空气中被测气体爆炸下限以内的含量。可广泛应用于燃气，石油化工，冶金，钢铁，炼焦，电力等存在可燃或有毒气体的各个行业，是保证财产和人身安全的理想监测仪器。

现有技术中，气体探测器包括用于检测气体浓度信号并输出检测信号的检测模块、耦接于检测模块用于接收检测信号后判断气体浓度并发出控制信号的处理模块，以及用于接收控制信号后将气体浓度显示出来的显示模块。检测模块通过电化学原理将化学信号转换为电信号，通过处理模块进行浓度计算，在显示模块上显示出来。

但是该气体探测器每次进行调零校准时都需要带着较重的样气瓶到现场进行校准，耗费人力较大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种气体探测器，它具有节省校准工作所需人力的优点。

上述技术目的是通过以下技术方案实现的，一种气体探测器，包括壳体、探头，所述探头上设置有气体传感器、连接在气体传感器上的用于探测器调零的校准模块，以及连接在校准模块上的输出端口，所述壳体上设置有输入端口、连接在输入端口上的控制单片机、连接在控制单片机上的显示模块、以及连接在控制单片机上的报警模块，所述输入端口与输出端口通过正头和负头连接。

通过上述技术方案，将输出端口和输入端口分离，能够将探头取下，带回实验室，通过探头内的校准模块对探测器进行调零和校准，代替了将样气带到现场进行校准，操作更方便，避免了由于现场校准过程中现场环境对气体浓度的影响，或由于现场校准导致的样气露出在现场造成现场环境的影响。同时正头和负头的连接关系能够起到自身固定的作用，减少了对探头的固定结构，节约成本。

进一步的，探头外罩设有连接在壳体上防爆壳。

通过上述技术方案，防爆壳能够对探头起到防爆保护作用。

进一步的，防爆壳螺纹连接在壳体上。

通过上述技术方案，螺纹连接的方式方便将防爆壳从壳体上取下，对探头的拆卸和安装更加便利。

进一步的，防爆壳底部与探头之间设置有误差间隙。

通过上述技术方案，由于防爆壳通过模具加工，可能会有误差，导致防爆壳会略小于探头的距离，导致防爆壳抵触在探头上，可能造成探头的损坏，误差间隙的设置能够弥补加工误差。

进一步的，所述校准模块包括：

放大电路：耦接于传感器，用于放大传感器发出的检测信号并发出放大信号；

模数转换电路：耦接于放大电路，用于接收放大信号后将模拟信号转换为数字信号后输出转换信号；

校准单片机：耦接于模数转换电路和输出端口，用于接收转换信号并向控制单片机输出对应气体传感器的校准检测信号。

通过上述技术方案，将输出端口与从输入端口分离拆除后将其带回实验室进行校准调零，将输出端口插在另一个壳体的输入端口上，在气体传感器一端充入氮气，气体传感器将有信号输出，放大电路将气体传感器发出的较小的模拟信号放大，再通过模数装换电路装换成数字电路，校准单片机接收到该信号后将校准检测信号输出给壳体内控制单片机，控制单片机将控制显示模块显示出浓度，通过调整单片机内程序中的起点让直到显示屏显示成浓度为零，再向气体传感器充入标准的样气，调节程序中的倍率直到显示示数与标准浓度相等，由于气体传感器检测到浓度与显示示数成正比，通过两个点确定一条直线的原理将传感器的反应直线确定在标准坐标上。使显示示数与传感器检测到的气体浓度相同。

进一步的，所述校准单片机上耦接有温控电路，

通过上述技术方案，由于电子元件使用精度会收到温度影响，当温度过低时，通过温控电路调节温度，进而提高校准单片机的温度，进而提高单片机的检测精度。

进一步的，温控电路包括耦接于检测单片机温度的温控线圈、以及耦接于校准单片机的温度传感器。

通过上述技术方案，当温度传感器检测到温度过低时，控制温控线圈通电，对单片机进行供热，调整单片机的使用温度。

进一步的，所述放大电路包括耦接于传感器并输出一级放大信号的一级放大电路和耦接于一级放大电路用于接收一级放大信号的二级放大电路。

综上所述上述技术方案具有以下有益效果：

1. 本实用新型能够将校准部分和控制部分拆分，实现将探头带回实验室进行校准，一方面节省人力，另一方面避免了由于现场校准导致的有害气体侧漏，或由于现场环境的影响导致的校准不够精准；

2. 本实用新型通过防爆壳的设置更好的保护了探头；

3. 本实用新型通过设置温度传感器和温控线圈能在温度过低时对单片机供热，让单片机保持适应温度，提高芯片输出信号的精度。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图：

图2为实施例1中探头与壳体连接状态爆炸图；

图3为实施例1中的防爆壳与壳体连接状态的爆炸图；

图4为图3中沿A-A线部分剖视图；

图5为实施例1中的探头内部电路图；

图6为实施例1中的壳体内部电路图；

图7为实施例1中的工作流程图。

附图标记：1、壳体；10、负头；2、探头；20、正头；3、防爆壳；4、校准模块；40、放大电路；400、一级放大电路；401、二级放大电路；41、模数转换电路；42、校准单片机；43、输出端口；44、温控模块；440、温控线圈；441、温度传感器；5、输入端口；50、控制单片机；51、报警模块；52、显示模块；6、误差间隙。

具体实施方式

实施例1，一种非现场校准气体探测器，参照图1、图2，包括壳体1和可拆卸连接在壳体1上的探头2，探头2外侧罩设有防爆壳3，防爆壳3螺纹连接在壳体1上，参照图3、图4，防爆壳3内底与探头2之间设置有误差间隙6，由于制作防爆壳3时可能会有误差，导致防爆壳3与探头2之间接触过于紧密或者防爆壳3内部空间小于探头2的体积，设置误差间隙6来弥补防爆壳3的制作误差。

结合图5，所述探头2上设置有气体传感器、连接在气体传感器上的用于探测器调零的校准模块4、以及连接在校准模块4上的输出端口43，所述壳体1上设置有输入端口5、连接在输入端口5上的控制单片机50、连接在控制单片机50上的显示模块52、以及连接在控制单片机50上的报警模块51，所述输入端口5与输出端口43通过正头20和负头10连接。

校准模块4包括耦接于传感器，用于放大传感器发出的检测信号并发出放大信号的放大电路40、耦接于放大电路40，用于接收放大信号后将模拟信号转换为数字信号后输出转换信号的模数转换电路41、以及耦接于模数转换电路41和输出端口43，用于接收转换信号并向控制单片机50输出对应气体传感器的校准检测信号的校准单片机42。上述放大电路40包括顺次连接的一级放大电路400和二级放大电路401，将输出端口43与从输入端口5分离拆除后将其带回实验室进行校准调零，将输出端口43插在另一个壳体1的输入端口5上，在气体传感器一端充入氮气，气体传感器将有信号输出，放大电路40将气体传感器发出的较小的模拟信号放大，再通过模数装换电路装换成数字电路，校准单片机42接收到该信号后将校准检测信号输出给壳体1内控制单片机50，控制单片机50将控制显示模块52显示出浓度，通过调整单片机内程序中的起点让直到显示屏显示成浓度为零，再向气体传感器充入标准的样气，调节程序中的倍率直到显示示数与标准浓度相等，由于气体传感器检测到浓度与显示示数成正比，通过两个点确定一条直线的原理将传感器的反应直线确定在标准坐标上。使显示示数与气体传感器检测到的气体浓度相同。

由于电子器件都有工作适应温度，当温度较低时会影响电子器件的精度，所以在校准单片机42上藕接有温控电路44，温控电路44包括耦接于检测单片机温度的温控线圈440、以及耦接于校准单片机42的温度传感器441，当温度传感器441检测到温度过低时，通过单片机内的程序使温控线圈440导通，温控线圈440通电为单片机供热，保持校准单片机42的温度。

本实施例中，校准单片机42的型号选为ATMEGA8L-8AL，模数转换器型号选为MCP3421A0-1/OT，温度传感器的型号选用DS1820。

具体实施过程，将防爆壳3从壳体1上取下，拔出探头2并将探头2带回实验室，将探头2的输出端口43插在其他探测器的壳体1上，气体传感器充入氮气，调节校准单片机42程序进行调零，在气体传感器上充标准氮气，后调节校准单片机42的放大倍率使显示模块52显示的数据与样气的实际浓度相同，进而实现探测器的校准。结合图6、图7，将探测器带回现场接入壳体1的输入端口5，通电后气体传感器检测空气中气体浓度并转换为较微弱的电信号，通过放大电路40的放大、模数转换电路41的模数转换、以及校准单片机42的数据校准，通过输出端口43将信号传输到壳体1上的输入端口5，信号传输到型号为ATMEGA8L-8AL的控制单片机50后控制显示屏显示出现场被检测气体浓度，同时控制扬声器报警。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种非现场校准气体探测器，包括壳体(1)、探头(2)，其特征在于：所述探头(2)上设置有气体传感器、连接在气体传感器上的用于探测器调零的校准模块(4)，以及连接在校准模块(4)上的输出端口(43)，所述壳体(1)上设置有输入端口(5)、连接在输入端口(5)上的控制单片机(50)、连接在控制单片机(50)上的显示模块(52)、以及连接在控制单片机(50)上的报警模块(51)，所述输入端口(5)与输出端口(43)通过正头(20)和负头(10)连接。

2.根据权利要求1所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：探头(2)外罩设有连接在壳体(1)上防爆壳(3)。

3.根据权利要求2所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：防爆壳(3)螺纹连接在壳体(1)上。

4.根据权利要求3所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：防爆壳(3)底部与探头(2)之间设置有误差间隙(6)。

5.根据权利要求1所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：所述校准模块(4)包括：

放大电路(40)：耦接于传感器，用于放大传感器发出的检测信号并发出放大信号；

模数转换电路(41)：耦接于放大电路(40)，用于接收放大信号后将模拟信号转换为数字信号后输出转换信号；

校准单片机(42)：耦接于模数转换电路(41)和输出端口(43)，用于接收转换信号并向控制单片机(50)输出对应气体传感器的校准检测信号。

6.根据权利要求5所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：所述校准单片机(42)上耦接有温控电路(44)。

7.根据权利要求6所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：温控电路(44)包括耦接于检测单片机温度的温控线圈(440)、以及耦接于校准单片机(42)的温度传感器(441)。

8.根据权利要求7所述的非现场校准气体探测器，其特征在于：所述放大电路(40)包括耦接于传感器并输出一级放大信号的一级放大电路(400)和耦接于一级放大电路(400)用于接收一级放大信号的二级放大电路(401)。