CN208607215U - 点型可燃气体探测器 - Google Patents

Abstract

点型可燃气体探测器，与本安型光纤多通道激光甲烷模块和上级控制器相连，包括单片机控制电路、DC‑DC电源电路、485通信电路、LCD液晶显示控制电路、LED灯状态指示电路；所述485通信电路的输入端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连，485通信电路的输出端与单片机控制电路的输入端相连，所述单片机控制电路的输出端分别与LCD液晶显示控制电路和LED灯状态指示电路相连，DC‑DC电源电路与单片机控制电路的电源端相连，给点型可燃气体探测器供电。

Description

点型可燃气体探测器

技术领域

本实用新型涉及工业用和商业用的可燃气体检测技术领域，具体地说是一种点型可燃气体探测器。

背景技术

随着城市网络化市政管网体系的快速发展，因管线扩容、更新、维修等造成道路反复开挖现象十分常见，不仅给居民的正常生活造成了不便，同时也带来环境污染、噪音污染以及商业利益损失。在这种背景下，综合管廊作为有效解决城市基础设施建设矛盾的新模式，逐步得到认可和推广。

综合管廊属于地下封闭空间，其中的天燃气管道一旦发生甲烷气体泄漏，引发爆炸，将会带来不可估量的损失。

现有的对射式激光甲烷遥测仪，其开放式气室，容易被干扰，且无法对管廊内燃气的具体泄漏点做出判断。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种点型可燃气体探测器，用于解决现有技术中综合管廊内因距离长导致泄漏点不易判断，维护成本高，且管廊内水蒸气、硫化氢等其他物质的干扰性大的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种点型可燃气体探测器，该探测器分别与本安型光纤多通道激光甲烷模块和上级控制器相连，包括单片机控制电路、DC-DC电源电路、485通信电路、LCD液晶显示控制电路、LED灯状态指示电路；所述485通信电路的输入端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连，485通信电路的输出端与单片机控制电路的输入端相连，所述单片机控制电路的输出端分别与LCD液晶显示控制电路和LED灯状态指示电路相连，DC-DC电源电路与单片机控制电路的电源端相连，给点型可燃气体探测器供电。

在本实用新型第一种可能实现的方式中，所述的单片机控制电路包括单片机STM3240X_LQFP144芯片、晶振电路、复位电路、滤波电路；所述晶振电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的23号引脚和24号引脚相连，包括晶振Y1、多个电容、多个电阻；所述的复位电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的25号引脚相连，包括复位键S1、至少一个电容和至少一个电阻；所述的滤波电路由多个电容并联组成。

在本实用新型第二种可能实现的方式中，所述的DC-DC电源电路包括3.3V电源稳压电路、12V电源稳压电路；所述的12V电源稳压电路包括稳压芯片U3、整流桥U4及其由热敏电阻PTC5和TVS5二极管组成的外围电路、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路一、由多个电容、热敏电阻PTC6和TVS6二极管组成的保护电路一，24V电压输入至整流桥U4的输入端，整流桥U4的输出端与稳压芯片U3的输入端相连，稳压芯片U3的输出端与外围电路一的输入端相连，外围电路一的输出端与保护电路一的输入端相连，保护电路一的输出端输出12V电压；所述的3.3V电源稳压电路包括稳压芯片U2、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路二和由热敏电阻PTC7和TVS7二极管组成的保护电路二；24V电压输入至稳压芯片U2的输入端，稳压芯片U2的输出端与外围电路二的输入端相连，外围电路二的输出端与保护电路二的输入端相连，保护电路二的输出端输出3.3V电压。

在本实用新型第三种可能实现的方式中，所述的稳压芯片U3和稳压芯片U2采用MP4420H。

在本实用新型第四种可能实现的方式中，所述的485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路；所述第一485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端一相连，第一485通信电路的输出端与上级控制器相连；所述第二485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端二相连，第二485通信电路的输出端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连。

在本实用新型第五种可能实现的方式中，所述的第一485通信电路和第二485通信电路的电路结构相同，电路包括485芯片SN65HVD72、至少一个电阻、至少一个电容、至少一个TVS二极管。

在本实用新型第六种可能实现的方式中，所述的LCD液晶显示控制电路包括MOS管Q1、三极管Q2、至少一个电阻和至少一个电容；所述三极管Q2的基极引脚1通过电阻与单片机U1的引脚104相连接，三极管Q2的集电极引脚3与MOS管Q1的栅极相连接，MOS管的漏极通过电阻与3.3V电压相连接，MOS管的源极与电容和LCD液晶的接线焊盘J1的电源控制引脚5相连接，J1的引脚8到引脚20分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚103到引脚89相连接。

在本实用新型第七种可能实现的方式中，所述的LED灯状态指示电路包括多个排阻以及与排阻对应的LED状态指示灯；单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚通过排阻与对应的LED状态指示灯的负极相串联，LED状态指示灯的正极与电源3.3V相连接。

由以上技术可见，本实用新型采用LCD液晶显示、LED灯状态指示电路和485总线式通信电路，能现场显示、以及远距离上传到控制器现场的甲烷气体浓度、状态和对应的通道位置；本实用新型的过压、过流保护元件，对485通信电路和DC-DC电源电路起到保护作用，使得产品的电气性能更加稳定可靠。本实用新型还结合多通道光纤式激光甲烷传感器，可以高效、快速、准确地获取现场环境中的甲烷气体浓度，且传感器性能稳定，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构连接示意图；

图2为本实用新型实施例所应用的单片机控制电路示意图；

图3为本实用新型实施例所应用的12V电源稳压电路；

图4为本实用新型实施例所应用的3.3V电源稳压电路；

图5为本实用新型实施例所应用的第一485通信电路示意图；

图6为本实用新型实施例所应用的第二485通信电路示意图；

图7为本实用新型实施例所应用的LCD液晶显示控制电路示意图；

图8为本实用新型实施例所应用的LED灯状态指示电路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，点型可燃气体探测器，与本安型光纤多通道激光甲烷模块和上级控制器相连，包括单片机控制电路、DC-DC电源电路、485通信电路、LCD液晶显示控制电路、LED灯状态指示电路；所述485通信电路的输入端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连，485通信电路的输出端与单片机控制电路的输入端相连，所述单片机控制电路的输出端分别与LCD液晶显示控制电路和LED灯状态指示电路相连，DC-DC电源电路与单片机控制电路的电源端相连，给点型可燃气体探测器供电。

如图2所示，单片机控制电路包括单片机STM3240X_LQFP144芯片、晶振电路、复位电路、滤波电路；所述晶振电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的23号引脚和24号引脚相连，包括晶振Y1、多个电容、多个电阻；所述的复位电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的25号引脚相连，包括复位键S1、至少一个电容和至少一个电阻；所述的滤波电路由多个电容并联组成。

单片机连接3.3V电源的引脚通过滤波电路接地，滤波电路由12个电容C20-C31并联组成。晶振Y1的一端分别与电容C17的一端和电阻R17的一端相连，晶振Y1的另一端分别与电容C18的一端和电阻R17的另一端相连；电容C17的另一端和电容C18的另一端接地。电阻R17连接到单片机23和24晶振引脚。复位按键S1的引脚3通过上拉电阻R18接3.3V电压，引脚3通过滤波电容C19接地，引脚4接GND，引脚1与单片机U1复位引脚25相连。

DC-DC电源电路包括3.3V电源稳压电路、12V电源稳压电路。

如图3所示，12V电源稳压电路包括稳压芯片U3、整流桥U4及其由热敏电阻PTC5和TVS5二极管组成的外围电路、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路一、由多个电容、热敏电阻PTC6和TVS6二极管组成的保护电路一。24V电压输入至整流桥U4的输入端，整流桥U4的输出端与稳压芯片U3的输入端相连，稳压芯片U3的输出端与外围电路一的输入端相连，外围电路一的输出端与保护电路一的输入端相连，保护电路一的输出端输出12V电压。整流桥U4和TVS5、PTC5将接入的24V电源进行防反接和过流过压保护处理，U3的引脚2作为芯片24V电源输入端，并与并联的滤波电容C36、C37、C38的一端相连，U3的引脚1通过相互串联的电阻R44和电容C41接地，U3的引脚6通过电阻R41连接至U3的引脚2；U3的引脚7与电容C41的非接地端相连。电感L2的一端通过串联的电容C35和电阻R40连接至U3的引脚5，电感L2的一端还直接与U3的引脚3相连，电感L2的另一端通过保护电路一输出12V电压。保护电路一包括电容C39、电容C40、热敏电阻PTC6、二极管TVS6；热敏电阻PTC6的一端分别与电容C39的一端、电容C40的一端、电感L2的另一端相连；热敏电阻PTC6的另一端与二极管TVS6的一端相连并输出12V电压，二极管TVS6的另一端分别与电容C39的另一端、电容C40的另一端相连并接地。

如图4所示，3.3V电源稳压电路包括稳压芯片U2、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路二和由热敏电阻PTC7和TVS7二极管组成的保护电路二；24V电压输入至稳压芯片U2的输入端，稳压芯片U2的输出端与外围电路二的输入端相连，外围电路二的输出端与保护电路二的输入端相连，保护电路二的输出端输出3.3V电压。U2的引脚2与并联后的电容C2、电容C3、电容C4的一端相连并接入24V电压，U2的引脚6通过电阻R2与U2的引脚2相连，U2的引脚1通过相互串联的电阻R8和电容C11接地，U2的引脚7与电容C11的非接地端相连。电感L1的一端通过串联的电容C1和电阻R1连接至U2的引脚5，电感L1的一端还直接与U2的引脚3相连，电感L1的另一端通过保护电路二输出3.3V电压。保护电路二包括电容C5、电容C6、热敏电阻PTC7、二极管TVS7；热敏电阻PTC7的一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端、电感L1的另一端相连；热敏电阻PTC7的另一端与二极管TVS7的一端相连并输出3.3V电压，二极管TVS7的另一端分别与电容C5的另一端、电容C6的另一端相连并接地。

稳压芯片U3和稳压芯片U2采用MP4420H。

485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路；所述第一485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端一相连，第一485通信电路的输出端与上级控制器相连；所述第二485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端二相连，第二485通信电路的输出端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连。

如图5所示，第一485通信电路包括485芯片SN65HVD72，485芯片SN65HVD72的引脚1通过电阻R29与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚37相连，485芯片SN65HVD72的引脚2和3通过电阻R30与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚19相连，485芯片SN65HVD72的引脚4通过电阻R31与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚36相连。485芯片SN65HVD72的引脚6和引脚7分别通过连接PTC1、TVS1和PTC2、TVS2进行过流、过压保护，第一485通信电路与上级控制器相连进行通信。上级控制器可采用RB-KZ3型号。

如图6所示，第二485通信电路的电路结构与第一485通信电路的电路结构相同，第二485通信电路的引脚1与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚78相连，第二485通信电路的引脚4与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚77相连，第二485通信电路的引脚2和引脚3与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚26相连。第二485通信电路与本安型光纤多通道激光甲烷模块进行通信。本安型光纤多通道激光甲烷模块可采用GJG10-14V(M)型号。

如图7所示，LCD液晶显示控制电路包括MOS管Q1、三极管Q2、至少一个电阻和至少一个电容；所述三极管Q2的基极引脚1通过电阻与单片机U1的引脚104相连接，三极管Q2的集电极引脚3与MOS管Q1的栅极相连接，MOS管的漏极通过电阻与3.3V电压相连接，MOS管的源极与电容和LCD液晶的接线焊盘J1的电源控制引脚5相连接，J1的引脚8到引脚20分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚103到引脚89相连接。

如图8所示，LED灯状态指示电路包括多个排阻以及与排阻对应的LED状态指示灯；单片机STM3240X_LQFP144芯片的各个引脚通过排阻与对应的LED状态指示灯的负极相串联，LED状态指示灯的正极与电源3.3V相连接。LED状态指示灯指示单片机对应的各个引脚的状态。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.点型可燃气体探测器，其特征是，与本安型光纤多通道激光甲烷模块和上级控制器相连，包括单片机控制电路、DC-DC电源电路、485通信电路、LCD液晶显示控制电路、LED灯状态指示电路；所述485通信电路的输入端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连，485通信电路的输出端与单片机控制电路的输入端相连，所述单片机控制电路的输出端分别与LCD液晶显示控制电路和LED灯状态指示电路相连，DC-DC电源电路与单片机控制电路的电源端相连，给点型可燃气体探测器供电。

2.根据权利要求1所述的探测器，其特征是，所述的单片机控制电路包括单片机STM3240X_LQFP144芯片、晶振电路、复位电路、滤波电路；所述晶振电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的23号引脚和24号引脚相连，包括晶振Y1、多个电容、多个电阻；所述的复位电路分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的25号引脚相连，包括复位键S1、至少一个电容和至少一个电阻；所述的滤波电路由多个电容并联组成。

3.根据权利要求2所述的探测器，其特征是，所述的DC-DC电源电路包括3.3V电源稳压电路、12V电源稳压电路；所述的12V电源稳压电路包括稳压芯片U3、整流桥U4及其由热敏电阻PTC5和TVS5二极管组成的外围电路、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路一、由多个电容、热敏电阻PTC6和TVS6二极管组成的保护电路一，24V电压输入至整流桥U4的输入端，整流桥U4的输出端与稳压芯片U3的输入端相连，稳压芯片U3的输出端与外围电路一的输入端相连，外围电路一的输出端与保护电路一的输入端相连，保护电路一的输出端输出12V电压；所述的3.3V电源稳压电路包括稳压芯片U2、由多个电容、电阻及电感组成的外围电路二和由热敏电阻PTC7和TVS7二极管组成的保护电路二；24V电压输入至稳压芯片U2的输入端，稳压芯片U2的输出端与外围电路二的输入端相连，外围电路二的输出端与保护电路二的输入端相连，保护电路二的输出端输出3.3V电压。

4.根据权利要求3所述的探测器，其特征是，所述的稳压芯片U3和稳压芯片U2采用MP4420H。

5.根据权利要求2所述的探测器，其特征是，所述的485通信电路包括第一485通信电路和第二485通信电路；所述第一485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端一相连，第一485通信电路的输出端与上级控制器相连；所述第二485通信电路的输入端与单片机控制电路的信号输出端二相连，第二485通信电路的输出端与本安型光纤多通道激光甲烷模块相连。

6.根据权利要求5所述的探测器，其特征是，所述的第一485通信电路和第二485通信电路的电路结构相同，电路包括485芯片SN65HVD72、至少一个电阻、至少一个电容、至少一个TVS二极管。

7.根据权利要求2所述的探测器，其特征是，所述的LCD液晶显示控制电路包括MOS管Q1、三极管Q2、至少一个电阻和至少一个电容；所述三极管Q2的基极引脚1通过电阻与单片机U1的引脚104相连接，三极管Q2的集电极引脚3与MOS管Q1的栅极相连接，MOS管的漏极通过电阻与3.3V电压相连接，MOS管的源极与电容和LCD液晶的接线焊盘J1的电源控制引脚5相连接，J1的引脚8到引脚20分别与单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚103到引脚89相连接。

8.根据权利要求2所述的探测器，其特征是，所述的LED灯状态指示电路包括多个排阻以及与排阻对应的LED状态指示灯；单片机STM3240X_LQFP144芯片的引脚通过排阻与对应的LED状态指示灯的负极相串联，LED状态指示灯的正极与电源3.3V相连接。