CN211528339U - 可扩展多合一便携式气体检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体检测仪器领域，公开了一种可扩展多合一便携式气体检测仪，包括MCU、与MCU相连的传感器扩展接口单元；传感器扩展接口单元包括传感器接口以及和传感器接口相连的传感器，传感器接口为六路，每路传感器接口相连的每个传感器用于检测一种独立的气体；传感器将获得的检测气体数据通过传感器接口发送至MCU，MCU内置的AD转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，从而实现了同时检测六种不同的气体。

Description

可扩展多合一便携式气体检测仪

技术领域

本实用新型涉及气体检测仪器领域，具体涉及一种可扩展多合一便携式气体检测仪。

背景技术

气体检测技术的发展在大气环境监测、人类日常生活和工业发展等领域都有着重要的意义，近年来随着环境变化日益复杂、工业现代化的发展和人民的环境健康意识不断提高，传统的单一气体检测已不能满足要求，所以多组分气体检测得到了迅速发展与推广。

市面是常规的多合一便携检测仪主要以常规四合一(CO/H2S/O2/EX)为主，实际使用中，根据各行业的不同，需要同时对超过四种的气体进行检测，因此需要设备气体传感器能够灵活组配，满足不同领域，不同场景的应用需求。

某些场景下，不仅需要检测气体浓度，还需要了解当前环境的温度和湿度，故气体检测仪中还需要扩展有温湿度测量。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供可扩展多合一便携式气体检测仪，解决同时对四种以上的气体检测问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供可扩展多合一便携式气体检测仪，包括MCU、与所述MCU相连的传感器扩展接口单元；所述传感器扩展接口单元包括传感器接口以及和所述传感器接口相连的传感器，所述传感器接口为六路，每路所述传感器接口相连的每个所述传感器用于检测一种独立的气体；所述传感器将获得的检测气体数据通过所述传感器接口发送至所述MCU，所述MCU内置的AD转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，从而实现了同时检测六种不同的气体。

进一步地，所述传感器单元还包括用于储存测试气体的密封气池、用于抽取和排出测试气体的气泵以及用于过滤粉尘的过滤装置，所述传感器接口、所述传感器以及所述气泵安装于所述密封气池内，所述过滤装置安装于所述密封气池的入口；检测开始时，所述气泵抽取的检测气体经过所述过滤装置进入所述密封气池内，所述传感器将获得的检测气体数据发送至所述MCU；测试结束后，所述气泵将所述密封气池内的气体从所述密封气池的出口排出。

进一步地，所述可扩展多合一便携式气体检测仪还包括与所述MCU相连的存储单元、通讯单元、电源单元、显示单元、控制按键单元、实时时钟单元以及报警输出单元；所述存储单元为U盘或SD卡，用于存储检测气体数据记录；所述通讯单元包括USB和RS232两种通讯方式，用于所述MCU与外部服务器交换数据；所述电源单元用于为所述可扩展多合一便携式气体检测仪提供工作电源；所述显示单元为LCD显示屏，用于显示操作界面；所述控制按键单元用于人工输入操作；所述实时时钟单元为所述MCU工作时序驱动源；所述报警输出单元用于输出异常检测气体数据的报警信号。

进一步地，所述传感器接口包括接插件J12、J13、J8、J2、J9以及J14，电容C78、C52、C32、C53、C77、C76、C74以及C54，电阻R176、R171、R177、 R172、R178、R173、R159、R40、R160以及R41；所述接插件J12的引脚1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C52的一端，所述接插件J12的引脚2 分别连接所述MCU的检测端和所述电容C78的一端，所述接插件J12的引脚3连接基准电压，所述电容C52的另一端接地，所述电容C78的另一端接地；所述接插件J13的引脚1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C32的一端，所述接插件J13的引脚2分别连接所述MCU的检测端和所述电容C53的一端，所述电容C32的另一端接地，所述电容C53的另一端接地；所述接插件J8的引脚 1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C77的一端，所述接插件J8的引脚2 分别连接所述MCU的检测端和所述电容C66的一端，所述接插件J8的引脚3连接基准电压，所述电容C77的另一端接地，所述电容C66的另一端接地；所述接插件J2的引脚1分别连接所述电容C74的一端以及所述电阻R176和所述电阻R171并联的一端，所述电容C74的另一端接地，所述电阻R176的另一端连接所述MCU的计时器，所述电阻R171的另一端连接所述传感器的气体检测信号，所述接插件J2的引脚2分别连接所述电容C54的一端以及所述电阻R177 和所述电阻R172并联的一端，所述电容C54的另一端接地，所述电阻R177的另一端连接所述MCU的检测端，所述电阻R172的另一端连接所述传感器的气体检测信号，所述接插件J2的引脚3连接所述电阻R178和所述电阻R173并联的一端，所述电阻R178的另一端连接基准电压，所述电阻R173的另一端接地。

进一步地，所述电源单元包括锂电池、与所述锂电池相连接的供电充电模块；所述供电充电模块包括充电芯片U27，电阻R59、R60、R146、R17、R24、 R26，热敏电阻RP1，三极管Q2，肖特基二极管D1，发光二极管D2，电容C9、 C17；所述芯片U27的引脚7连接所述电阻R60一端，所述电阻R60另一端连接所述三极管Q2基极，所述三极管Q2发射极连接所述肖特基二极管D1正极，所述肖特基二极管D1负极与所述芯片U27的引脚2相连后连接所述电容C17 的一端，然后连接外接充电电源PWER_IN；所述电容C17的另一端接地，所述芯片U27的引脚8连接外接USB供电端口，所述芯片U27的引脚1分别连接所述三极管Q2集电极和所述电阻R59一端，所述电阻R59另一端连接外接USB 供电端口，所述芯片U27的引脚3连接所述电阻R146一端，所述电阻R146另一端分别连接外部电源和所述电容C9一端，所述电容C9另一端连接所述芯片 U27的引脚6后接地，所述芯片U27的引脚4分别连接所述电阻R24一端、所述热敏电阻RP1一端及所述电阻R26一端，所述热敏电阻RP1另一端连接所述电阻R26另一端后接地，所述电阻R24另一端连接外接USB供电端口，所述芯片U27的引脚5连接所述发光二极管D2正极，所述发光二极管D2负极连接所述电阻R17一端，所述电阻R17另一端连接所述电阻R26另一端后接地。

进一步地，所述存储单元包括文件管理控制芯片U526，SD卡座芯片U518， Flash芯片U514，电阻R5125、R5126、R5145、R5102、R5101、R5100、R5127、 R5108、R5172、R5107、R5106，电容C541、C542、C543、C557、C536，晶振 Y56；所述芯片U526的引脚2连接所述电阻R5126一端，所述芯片U526的引脚3连接所述电阻R5145一端，所述电阻R5145另一端接地，所述芯片U526 的引脚6连接所述电阻R5125一端，所述芯片U526的引脚7接电源3.3V，所述芯片U526的引脚10接地，所述芯片U526的引脚20分别连接所述电容C541 的一端和电源3.3V，所述电容C541的另一端接地，所述芯片U526的引脚19 连接所述电阻R5102的一端，所述芯片U526的引脚18连接所述电阻R5101的一端，所述芯片U526的引脚16连接所述电阻R5100的一端，所述芯片U526 的引脚15连接所述电阻R5127的一端，所述芯片U526的引脚14连接所述电阻 R5108的一端，所述电阻R5125、所述电阻R5126、所述电阻R5102、所述电阻 R5101、所述电阻R5100、所述电阻R5127以及所述电阻R5108的另一端相连后接电源3.3V，所述芯片U526的引脚11分别连接所述电容C542的一端和所述晶振Y56的一端，所述芯片U526的引脚12分别连接所述晶振Y56的另一端和所述电容C543的一端，所述电容C543的另一端与所述电容C542的另一端相连后接地；所述芯片U518的引脚9和所述芯片U518的引脚11相连后接地，所述芯片U518的引脚10分别连接所述芯片U518的引脚12和所述电容C536 的一端，所述芯片U518的引脚12接地，所述芯片U518的引脚4连接所述电容C536的另一端后接电源3.3V；所述芯片U514的引脚1连接所述电阻R5107 的一端，所述芯片U514的引脚3连接所述电阻R5172的一端，所述电阻R5172 的另一端接地，所述芯片U514的引脚4接地，所述芯片U514的引脚7连接所述电阻R5106的一端，所述芯片U514的引脚8连接所述电容C557的一端后连接所述电阻R5106的另一端再与所述电阻R5107的另一端相连后接电源3.3V，所述电容C557的另一端接地。

进一步地，所述通讯单元包括串口驱动通信芯片U15，电容C28、C29、C30 以及C31；所述芯片U15的引脚2连接所述电容C29的一端，所述电容C29的另一端接地，所述芯片U15的引脚3连接所述电容C28的一端，所述芯片U15 的引脚2连接所述电容C28的另一端，所述芯片U15的引脚12为所述RS232 的接收端TO_232_RX，所述芯片U15的引脚11为所述RS232的发送端 TO_232_TX，所述芯片U15的引脚16连接所述电容C16的一端，所述电容C16 的另一端接地，所述芯片U15的引脚14为串口发送数据端TXD，所述芯片U15 的引脚13为串口接收数据端RXD，所述芯片U15的引脚4连接所述电容C30 的一端，所述芯片U15的引脚5连接所述电容C30的另一端，所述芯片U15的引脚6连接所述电容C31的一端，所述电容C31的另一端接地。

进一步地，所述实时时钟单元包括实时时钟芯片U913，二极管D996，电阻R978和R9130，纽扣电池BT1，电容C911和C925，晶振Y92；所述芯片 U913的引脚8分别连接所述电容C911的一端和所述电阻R978的一端与所述二极管负极交接处，所述二极管正极接数字电源，所述电阻R978的另一端连接所述电池BT1正极，所述电池BT1负极接地，所述芯片U913的引脚4分别接地和所述电容C925的一端，所述电容C925的另一端分别接所述芯片U913的引脚3和所述晶振Y92的一端，所述晶振Y92的另一端接所述芯片U913的引脚2，所述芯片U913的引脚1连接所述电阻R9130的一端，所述电阻R9130的另一端连接所述微控制器的定时器TIMER_INT。

进一步地，所述传感器接口还包括温湿度接口，所述温湿度接口用于集成温湿度芯片，以检测当前环境的温度和湿度；所述温湿度接口包括接插件J16，电阻R103和R104；所述接插件J16的引脚1连接所述电阻R103的一端，所述电阻R103的另一端连接所述电阻R104的一端，所述接插件J16的引脚4分别连接电源3.3V和所述电阻R104的另一端，所述接插件J16的引脚2连接所述电阻R104的一端，所述接插件J16的引脚3接地。

进一步地，所述报警输出单元包括声音报警电路和发光报警电路；所述发光报警电路包括发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6，三色灯D8和D10，三极管Q8、Q15、Q14，电阻R118、R23、R110、R43、R109、 R114、R111、R113、R112；所述发光报警电路通过所述发光二极管D3、D11、 D12、D13、D14、D1、D5、D6以及三色灯D8和D10发光提示报警；所述电阻R114的一端连接所述MCU发出的绿色LED灯驱动信号LED_CTL_G，所述电阻R114的另一端分别连接所述电阻R111的一端和所述三极管Q14的基极，所述电阻R111连接所述三极管Q14的发射极后接地，所述三极管Q14的集电极连接所述电阻R109的一端，所述电阻R109的另一端分别连接所述三色灯D8 的引脚4和所述三色灯D10的引脚4，所述电阻R113一端接所述MCU发出的黄色LED灯驱动信号LED_CTL_Y，所述电阻R113的另一端分别连接所述电阻R112的一端和所述三极管Q15的基极，所述电阻R112的另一端连接所述三极管Q15的发射极后接地，所述三极管Q15的集电极连接所述电阻R110的一端，所述电阻R110的另一端分别连接所述三色灯D8的引脚2和所述三色灯D10的引脚2，所述电阻R23的一端连接所述MCU发出的发光报警信号，所述电阻 R23的另一端分别连接所述电阻R43的一端和所述三极管Q8的基极，所述电阻 R43的另一端连接所述三极管Q8的发射极后接地，所述三极管Q8的集电极连接所述电阻R118的一端，所述电阻R118的另一端分别连接所述三色灯D8和 D10的引脚3以及所述发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6 的负极，所述发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6的正极与所述三色灯D10的引脚1相连后接电源5V。

进一步地，所述声音报警电路包括蜂鸣器SP2，三极管Q11、Q12、Q13，电阻R14、R136、R18、R93、R98、R97、R99、R28，极性电容E13；所述声音报警电路通过所述蜂鸣器SP2发出声音提示报警；所述电阻R14的一端连接所述MCU发出的发光报警信号，所述电阻R14的另一端连接所述三极管Q11 的基极，所述三极管Q11的集电极分别连接所述电阻R136和所述电阻R18的一端，所述电阻R136的另一端分别连接所述三极管Q11的发射极和所述极性电容E13的负极，所述三极管Q11的发射极接地，所述极性电容E13的正极连接所述电阻R97的一端，所述电阻R18的另一端分别连接所述电阻R93的一端和所述三极管Q13的基极，所述电阻R93的另一端与所述三极管Q13的发射极连接后接电源5V，所述三极管Q13的集电极连接所述电阻R98的一端，所述电阻 R98的另一端分别连接所述电阻R97的另一端、所述电阻R99的一端以及所述蜂鸣器SP2的一端，所述电阻R99的另一端与所述蜂鸣器SP2的另一端相连后接所述三极管Q12的集电极，所述三极管Q12的基极连接所述电阻R28的一端，所述电阻R28的另一端连接所述MCU发出的蜂鸣器驱动信号，所述三极管Q12 的发射极接地。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的可扩展多合一便携式气体检测仪，包括MCU、与MCU相连的传感器扩展接口单元；传感器扩展接口单元包括传感器接口以及和传感器接口相连的传感器，传感器接口为六路，每路传感器接口相连的每个传感器用于检测一种独立的气体；传感器将获得的检测气体数据通过传感器接口发送至MCU，MCU内置的AD转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，从而解决了同时检测六种不同的气体的问题；

此外，通过在传感器接口设置温湿度接口用于集成温湿度芯片，从而使得本实用新型扩展有温湿度测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的系统组成框图。

图2是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的传感器接口电路原理图。

图3是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的供电充电模块电路原理图。

图4是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的存储单元电路原理图。

图5是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的通讯单元电路原理图。

图6是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的实时时钟单元电路原理图。

图7是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的温湿度接口电路原理图。

图8是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的发光报警电路原理图。

图9是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的声音报警电路原理图。

图10是本实用新型实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪的控制按键单元电路原理图。

上述图中的标记为1、MCU；2、存储单元；3、通讯单元；4、电源单元； 41、锂电池；42、供电充电模块；5、显示单元；6、控制按键单元；7、实时时钟单元；8、报警输出单元；10、传感器扩展接口单元；101、过滤装置；102、气泵；103、密封气池；104、传感器；105、传感器接口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图与具体实施例，对本实用新型的技术方案做详细的说明。

如图1至图10所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

参照图1，本实施例提供的可扩展多合一便携式气体检测仪，包括MCU1、与MCU1相连的传感器扩展接口单元10；传感器扩展接口单元10包括传感器接口105以及和传感器接口105相连的传感器104，传感器接口105为六路，每路传感器接口105相连的每个传感器104用于检测一种独立的气体；传感器104 通过传感器接口105将获得的检测气体数据发送至MCU1，MCU1内置的AD 转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，从而实现了同时检测六种不同的气体。

上述技术方案提供的可扩展多合一便携式气体检测仪，MCU1的型号为MSP430F78187，通过设置传感器接口105为六路，每路传感器接口105相连的每个传感器104用于检测一种独立的气体；传感器104通过传感器接口105将获得的检测气体数据发送至MCU1，MCU1内置的AD转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，因此能够同时检测六种不同的气体，从而解决了同时检测超过四种以上的气体的问题。

具体地，传感器单元10还包括用于储存测试气体的密封气池103、用于抽取和排出测试气体的气泵102以及用于过滤粉尘的过滤装置101，传感器接口105、传感器104以及气泵102安装于密封气池103内，过滤装置101安装于密封气池103入口；检测开始时，气泵102抽取的检测气体经过过滤装置101进入密封气池103内，传感器104将获得的检测气体数据通过传感器接口105发送至MCU1；测试结束后，气泵102将密封气池103内的气体从密封气池103 出口排出。

优选地，传感器接口105采用即插即拔型，可以根据需要使用不同的气体传感器，从而使得检测的气体可以扩展至几十种、上百种，基本可以满足各行业的绝大部分使用需求。

作为本实施例的一种实施方式，密封气池103为独立结构，密封气池103 形状为圆柱型或方形，采用KBR窗片材料；气泵102为强力吸气泵；过滤装置 101为过滤网；传感器104根据待测气体选择为半导体式或电化学式或催化燃烧式或光电离式(PID)或红外传感器。

作为本实施例的一种实施方式，可扩展多合一便携式气体检测仪还包括与 MCU1相连的存储单元2、通讯单元3、电源单元4、显示单元5、控制按键单元6、实时时钟单元7以及报警输出单元8；存储单元2为U盘或SD卡，用于存储检测气体数据记录；通讯单元3包括USB和RS232两种通讯方式，用于 MCU1与外部服务器交换数据；电源单元4用于为所述可扩展多合一便携式气体检测仪提供工作电源；显示单元5为LCD显示屏，用于显示操作界面；控制按键单元6用于人工输入操作；实时时钟单元7为MCU1工作时序驱动源；报警输出单元8用于输出异常检测气体数据的报警信号。

作为本实施例的一种实施方式，参照图2，传感器接口105包括接插件J12、 J13、J8、J2、J9以及J14，电容C78、C52、C32、C53、C77、C76、C74以及 C54，电阻R176、R171、R177、R172、R178、R173、R159、R40、R160以及R41；接插件J12的引脚1分别连接MCU1的计时器和电容C52的一端，接插件J12的引脚2分别连接MCU1的检测端和电容C78的一端，接插件J12的引脚3连接基准电压，电容C52的另一端接地，电容C78的另一端接地；接插件 J13的引脚1分别连接MCU1的计时器和电容C32的一端，接插件J13的引脚2 分别连接MCU1的检测端和电容C53的一端，电容C32的另一端接地，电容 C53的另一端接地；接插件J8的引脚1分别连接MCU1的计时器和电容C77的一端，接插件J8的引脚2分别连接MCU1的检测端和电容C66的一端，接插件 J8的引脚3连接基准电压，电容C77的另一端接地，电容C66的另一端接地；接插件J2的引脚1分别连接电容C74的一端以及电阻R176和电阻R171并联的一端，电容C74的另一端接地，电阻R176的另一端连接MCU1的计时器，电阻R171的另一端连接传感器的气体检测信号，接插件J2的引脚2分别连接电容C54的一端以及电阻R177和电阻R172并联的一端，电容C54的另一端接地，电阻R177的另一端连接MCU1的检测端，电阻R172的另一端连接传感器的气体检测信号，接插件J2的引脚3连接电阻R178和电阻R173并联的一端，电阻 R178的另一端连接基准电压，电阻R173的另一端接地。

作为本实施例的一种实施方式，电源单元4包括锂电池41、与锂电池41相连接的供电充电模块42，参照图3，供电充电模块42包括充电芯片U27，电阻 R59、R60、R146、R17、R24、R26，热敏电阻RP1，三极管Q2，肖特基二极管D1，发光二极管D2，电容C9、C17；芯片U27的引脚7连接电阻R60一端，电阻R60另一端连接三极管Q2基极，三极管Q2发射极连接肖特基二极管D1 正极，肖特基二极管D1负极与芯片U27的引脚2相连后连接电容C17的一端，然后连接外接充电电源PWER_IN；电容C17的另一端接地，芯片U27的引脚8 连接外接USB供电端口，芯片U27的引脚1分别连接三极管Q2集电极和电阻R59一端，电阻R59另一端连接外接USB供电端口，芯片U27的引脚3连接电阻R146一端，电阻R146另一端分别连接外部电源和电容C9一端，电容C9另一端连接芯片U27的引脚6后接地，芯片U27的引脚4分别连接电阻R24一端、热敏电阻RP1一端及电阻R26一端，热敏电阻RP1另一端连接电阻R26另一端后接地，电阻R24另一端连接外接USB供电端口，芯片U27的引脚5连接发光二极管D2正极，发光二极管D2负极连接电阻R17一端，电阻R17另一端连接电阻R26另一端后接地。

优选地，芯片U27的型号为BQ2057CSNTR；三极管Q2为PNP型；热敏电阻RP1位于最近锂电池41的位置，热敏电阻RP1与温度对应关系如下：热敏电阻RP1电阻值为230K，对应温度为负40度；热敏电阻RP1电阻值为10K，对应温度为25度；热敏电阻RP1电阻值为4.1K，对应温度为50度；热敏电阻 RP1电阻值为2K，对应温度为70度；热敏电阻RP1电阻值为1K，对应温度为 100度。

作为本实施例的一种实施方式，参照图4，存储单元2包括文件管理控制芯片U526，SD卡座芯片U518，Flash芯片U514，电阻R5125、R5126、R5145、 R5102、R5101、R5100、R5127、R5108、R5172、R5107、R5106，电容C541、 C542、C543、C557、C536，晶振Y56；芯片U526的引脚2连接电阻R5126一端，芯片U526的引脚3连接电阻R5145一端，电阻R5145另一端接地，芯片U526的引脚6连接电阻R5125一端，芯片U526的引脚7接电源3.3V，芯片 U526的引脚10接地，芯片U526的引脚20分别连接电容C541的一端和电源 3.3V，电容C541的另一端接地，芯片U526的引脚19连接电阻R5102的一端，芯片U526的引脚18连接电阻R5101的一端，芯片U526的引脚16连接电阻 R5100的一端，芯片U526的引脚15连接电阻R5127的一端，芯片U526的引脚14连接电阻R5108的一端，电阻R5125、电阻R5126、电阻R5102、电阻R5101、电阻R5100、电阻R5127以及电阻R5108的另一端相连后接电源3.3V，芯片 U526的引脚11分别连接电容C542的一端和所述晶振Y56的一端，芯片U526 的引脚12分别连接所述晶振Y56的另一端和电容C543的一端，电容C543的另一端与电容C542的另一端相连后接地；芯片U518的引脚9和芯片U518的引脚11相连后接地，芯片U518的引脚10分别连接芯片U518的引脚12和电容C536的一端，芯片U518的引脚12接地，芯片U518的引脚4连接电容C536 的另一端后接电源3.3V；芯片U514的引脚1连接电阻R5107的一端，芯片U514 的引脚3连接电阻R5172的一端，电阻R5172的另一端接地，芯片U514的引脚4接地，芯片U514的引脚7连接电阻R5106的一端，芯片U514的引脚8连接电容C557的一端后连接电阻R5106的另一端再与电阻R5107的另一端相连后接电源3.3V，电容C557的另一端接地。

优选地，芯片U526的型号为CH376T，芯片U514的型号为MX25L1605D。

作为本实施例的一种实施方式，参照图5，通讯单元3包括串口驱动通信芯片U15，电容C28、C29、C30以及C31；芯片U15的引脚2连接电容C29的一端，电容C29的另一端接地，芯片U15的引脚3连接电容C28的一端，芯片U15的引脚2连接电容C28的另一端，芯片U15的引脚12为所述RS232的接收端TO_232_RX，芯片U15的引脚11为所述RS232的发送端TO_232_TX，芯片U15的引脚16连接电容C16的一端，电容C16的另一端接地，芯片U15的引脚14为串口发送数据端TXD，芯片U15的引脚13为串口接收数据端RXD，芯片U15的引脚4连接电容C30的一端，芯片U15的引脚5连接电容C30的另一端，芯片U15的引脚6连接电容C31的一端，电容C31的另一端接地。

优选地，芯片U15的型号为MAX3232ESE。

作为本实施例的一种实施方式，参照图6，实时时钟单元7包括实时时钟芯片U913，二极管D996，电阻R978和R9130，纽扣电池BT1，电容C911和C925，晶振Y92；芯片U913的引脚8分别连接电容C911的一端和电阻R978的一端与所述二极管负极交接处，所述二极管正极接数字电源，电阻R978的另一端连接所述电池BT1正极，所述电池BT1负极接地，芯片U913的引脚4分别接地和电容C925的一端，电容C925的另一端分别接芯片U913的引脚3和所述晶振Y92的一端，所述晶振Y92的另一端接芯片U913的引脚2，芯片U913的引脚1连接电阻R9130的一端，电阻R9130的另一端连接MCU1的定时器 TIMER_INT。

优选地，芯片U13的型号为S-35390A。

具体地，传感器接口105还包括温湿度接口，所述温湿度接口用于集成温湿度芯片，以检测当前环境的温度和湿度；参照图7，所述温湿度接口包括接插件J16，电阻R103和R104；接插件J16的引脚1连接电阻R103的一端，电阻 R103的另一端连接电阻R104的一端，接插件J16的引脚4分别连接电源3.3V 和电阻R104的另一端，接插件J16的引脚2连接电阻R104的一端，接插件J16 的引脚3接地。这样，就实现了将传感器接口105扩展为有当前环境温湿度的测量。

具体地，报警输出单元8包括声音报警电路和发光报警电路；报警单元8 同时以声音和发光两种形式来报警。

作为本实施例的一种实施方式，参照图8，发光报警电路包括发光二极管 D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6，三色灯D8和D10，三极管Q8、 Q15、Q14，电阻R118、R23、R110、R43、R109、R114、R111、R113、R112；发光报警电路通过发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6以及三色灯D8和D10发光提示报警；电阻R114的一端连接MCU1发出的绿色LED 灯驱动信号LED_CTL_G，电阻R114的另一端分别连接电阻R111的一端和三极管Q14的基极，电阻R111连接三极管Q14的发射极后接地，三极管Q14的集电极连接电阻R109的一端，电阻R109的另一端分别连接三色灯D8的引脚4 和三色灯D10的引脚4，电阻R113一端接MCU1发出的黄色LED灯驱动信号 LED_CTL_Y，电阻R113的另一端分别连接电阻R112的一端和三极管Q15的基极，电阻R112的另一端连接三极管Q15的发射极后接地，三极管Q15的集电极连接电阻R110的一端，电阻R110的另一端分别连接三色灯D8的引脚2 和三色灯D10的引脚2，电阻R23的一端连接MCU1发出的发光报警信号，电阻R23的另一端分别连接电阻R43的一端和三极管Q8的基极，电阻R43的另一端连接三极管Q8的发射极后接地，三极管Q8的集电极连接电阻R118的一端，电阻R118的另一端分别连接三色灯D8和D10的引脚3以及发光二极管 D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6的负极，发光二极管D3、D11、D12、 D13、D14、D1、D5、D6的正极与三色灯D10的引脚1相连后接电源5V。优选地，三极管Q8、Q15、Q14为NPN型。

作为本实施例的一种实施方式，参照图9，声音报警电路包括蜂鸣器SP2，三极管Q11、Q12、Q13，电阻R14、R136、R18、R93、R98、R97、R99、R28，极性电容E13；声音报警电路通过蜂鸣器SP2发出声音提示报警；电阻R14的一端连接MCU1发出的发光报警信号，电阻R14的另一端连接三极管Q11的基极，三极管Q11的集电极分别连接电阻R136和电阻R18的一端，电阻R136的另一端分别连接三极管Q11的发射极和极性电容E13的负极，三极管Q11的发射极接地，极性电容E13的正极连接电阻R97的一端，电阻R18的另一端分别连接电阻R93的一端和三极管Q13的基极，电阻R93的另一端与三极管Q13的发射极连接后接模拟电源5V，三极管Q13的集电极连接电阻R98的一端，电阻 R98的另一端分别连接电阻R97的另一端、电阻R99的一端以及蜂鸣器SP2的一端，电阻R99的另一端与蜂鸣器SP2的另一端相连后接三极管Q12的集电极，三极管Q12的基极连接电阻R28的一端，电阻R28的另一端连接MCU1发出的蜂鸣器驱动信号，三极管Q12的发射极接地。优选地，三极管Q11和三极管Q12 为NPN型，三极管Q13为PNP型。

作为本实施例的一种实施方式，参照图10，控制按键单元6包括电阻R86、 R87、R88、R89、R90、R91以及R92，按键KEY1、KEY2、KEY3、KEY4、 KEY5、KEY6以及KEY7；电阻R86的一端与按键KEY1相接，电阻R87的一端与按键KEY2相接，电阻R88的一端与按键KEY3相接，电阻R89的一端与按键KEY4相接，电阻R90的一端与按键KEY5相接，电阻R91的一端与按键 KEY6相接，电阻R91的一端与按键KEY7相接，按键KEY1、KEY2、KEY3、 KEY4、KEY5、KEY6以及KEY7的另一端相接后接地，电阻R86、R87、R88、 R89、R90、R91以及R92的另一端相接后接模拟电源3.3V。按键KEY7为菜单键，用于调出菜单；按键KEY1为向上选择键，用于在菜单界面中向上滚动；按键KEY2为向下选择键，用于在菜单界面中向下滚动；按键KEY3为向左选择键，用于在菜单界面中向左滚动；按键KEY4为向右选择键，用于在菜单界面中向右滚动；按键KEY5为确认键，用于在菜单界面中选中执行确认的项目；按键KEY6为泵控制开关，用于开启及关闭气泵。

具体地，所述外接充电电源PWER_IN为锂电池41的输出电源。

以上对本实用新型的实施例进行了详细的说明，但本实用新型的创造并不限于本实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下，还可以做出许多同等变型或替换，这些同等变型或替换均包含在本申请的权利要求所限定的保护范围内。

Claims (10)

1.可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，包括MCU、与所述MCU相连的传感器扩展接口单元；所述传感器扩展接口单元包括传感器接口以及和所述传感器接口相连的传感器，所述传感器接口为六路，每路所述传感器接口相连的每个所述传感器用于检测一种独立的气体；所述传感器将获得的检测气体数据通过所述传感器接口发送至所述MCU，所述MCU内置的AD转换模块将接收到的检测气体数据进行转换以供处理，从而实现了同时检测六种不同的气体。

2.根据权利要求1所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述传感器单元还包括用于储存测试气体的密封气池、用于抽取和排出测试气体的气泵以及用于过滤粉尘的过滤装置，所述传感器接口、所述传感器以及所述气泵安装于所述密封气池内，所述过滤装置安装于所述密封气池的入口；检测开始时，所述气泵抽取的检测气体经过所述过滤装置进入所述密封气池内，所述传感器将获得的检测气体数据发送至所述MCU；测试结束后，所述气泵将所述密封气池内的气体从所述密封气池的出口排出。

3.根据权利要求1所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述可扩展多合一便携式气体检测仪还包括与所述MCU相连的存储单元、通讯单元、电源单元、显示单元、控制按键单元、实时时钟单元以及报警输出单元；所述存储单元为U盘或SD卡，用于存储检测气体数据记录；所述通讯单元包括USB和RS232两种通讯方式，用于所述MCU与外部服务器交换数据；所述电源单元用于为所述可扩展多合一便携式气体检测仪提供工作电源；所述显示单元为LCD显示屏，用于显示操作界面；所述控制按键单元用于人工输入操作；所述实时时钟单元为所述MCU工作时序驱动源；所述报警输出单元用于输出异常检测气体数据的报警信号。

4.根据权利要求1所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述传感器接口包括接插件J12、J13、J8、J2、J9以及J14，电容C78、C52、C32、C53、C77、C76、C74以及C54，电阻R176、R171、R177、R172、R178、R173、R159、R40、R160以及R41；所述接插件J12的引脚1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C52的一端，所述接插件J12的引脚2分别连接所述MCU的检测端和所述电容C78的一端，所述接插件J12的引脚3连接基准电压，所述电容C52的另一端接地，所述电容C78的另一端接地；所述接插件J13的引脚1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C32的一端，所述接插件J13的引脚2分别连接所述MCU的检测端和所述电容C53的一端，所述电容C32的另一端接地，所述电容C53的另一端接地；所述接插件J8的引脚1分别连接所述MCU的计时器和所述电容C77的一端，所述接插件J8的引脚2分别连接所述MCU的检测端和所述电容C66的一端，所述接插件J8的引脚3连接基准电压，所述电容C77的另一端接地，所述电容C66的另一端接地；所述接插件J2的引脚1分别连接所述电容C74的一端以及所述电阻R176和所述电阻R171并联的一端，所述电容C74的另一端接地，所述电阻R176的另一端连接所述MCU的计时器，所述电阻R171的另一端连接所述传感器的气体检测信号，所述接插件J2的引脚2分别连接所述电容C54的一端以及所述电阻R177和所述电阻R172并联的一端，所述电容C54的另一端接地，所述电阻R177的另一端连接所述MCU的检测端，所述电阻R172的另一端连接所述传感器的气体检测信号，所述接插件J2的引脚3连接所述电阻R178和所述电阻R173并联的一端，所述电阻R178的另一端连接基准电压，所述电阻R173的另一端接地。

5.根据权利要求3所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述电源单元包括锂电池、与所述锂电池相连接的供电充电模块；所述供电充电模块包括充电芯片U27，电阻R59、R60、R146、R17、R24、R26，热敏电阻RP1，三极管Q2，肖特基二极管D1，发光二极管D2，电容C9、C17；所述芯片U27的引脚7连接所述电阻R60一端，所述电阻R60另一端连接所述三极管Q2基极，所述三极管Q2发射极连接所述肖特基二极管D1正极，所述肖特基二极管D1负极与所述芯片U27的引脚2相连后连接所述电容C17的一端，然后连接外接充电电源PWER_IN；所述电容C17的另一端接地，所述芯片U27的引脚8连接外接USB供电端口，所述芯片U27的引脚1分别连接所述三极管Q2集电极和所述电阻R59一端，所述电阻R59另一端连接外接USB供电端口，所述芯片U27的引脚3连接所述电阻R146一端，所述电阻R146另一端分别连接外部电源和所述电容C9一端，所述电容C9另一端连接所述芯片U27的引脚6后接地，所述芯片U27的引脚4分别连接所述电阻R24一端、所述热敏电阻RP1一端及所述电阻R26一端，所述热敏电阻RP1另一端连接所述电阻R26另一端后接地，所述电阻R24另一端连接外接USB供电端口，所述芯片U27的引脚5连接所述发光二极管D2正极，所述发光二极管D2负极连接所述电阻R17一端，所述电阻R17另一端连接所述电阻R26另一端后接地。

6.根据权利要求3所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述存储单元包括文件管理控制芯片U526，SD卡座芯片U518，Flash芯片U514，电阻R5125、R5126、R5145、R5102、R5101、R5100、R5127、R5108、R5172、R5107、R5106，电容C541、C542、C543、C557、C536，晶振Y56；所述芯片U526的引脚2连接所述电阻R5126一端，所述芯片U526的引脚3连接所述电阻R5145一端，所述电阻R5145另一端接地，所述芯片U526的引脚6连接所述电阻R5125一端，所述芯片U526的引脚7接电源3.3V，所述芯片U526的引脚10接地，所述芯片U526的引脚20分别连接所述电容C541的一端和电源3.3V，所述电容C541的另一端接地，所述芯片U526的引脚19连接所述电阻R5102的一端，所述芯片U526的引脚18连接所述电阻R5101的一端，所述芯片U526的引脚16连接所述电阻R5100的一端，所述芯片U526的引脚15连接所述电阻R5127的一端，所述芯片U526的引脚14连接所述电阻R5108的一端，所述电阻R5125、所述电阻R5126、所述电阻R5102、所述电阻R5101、所述电阻R5100、所述电阻R5127以及所述电阻R5108的另一端相连后接电源3.3V，所述芯片U526的引脚11分别连接所述电容C542的一端和所述晶振Y56的一端，所述芯片U526的引脚12分别连接所述晶振Y56的另一端和所述电容C543的一端，所述电容C543的另一端与所述电容C542的另一端相连后接地；所述芯片U518的引脚9和所述芯片U518的引脚11相连后接地，所述芯片U518的引脚10分别连接所述芯片U518的引脚12和所述电容C536的一端，所述芯片U518的引脚12接地，所述芯片U518的引脚4连接所述电容C536的另一端后接电源3.3V；所述芯片U514的引脚1连接所述电阻R5107的一端，所述芯片U514的引脚3连接所述电阻R5172的一端，所述电阻R5172的另一端接地，所述芯片U514的引脚4接地，所述芯片U514的引脚7连接所述电阻R5106的一端，所述芯片U514的引脚8连接所述电容C557的一端后连接所述电阻R5106的另一端再与所述电阻R5107的另一端相连后接电源3.3V，所述电容C557的另一端接地。

7.根据权利要求3所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述通讯单元包括串口驱动通信芯片U15，电容C28、C29、C30以及C31；所述芯片U15的引脚2连接所述电容C29的一端，所述电容C29的另一端接地，所述芯片U15的引脚3连接所述电容C28的一端，所述芯片U15的引脚2连接所述电容C28的另一端，所述芯片U15的引脚12为所述RS232的接收端TO_232_RX，所述芯片U15的引脚11为所述RS232的发送端TO_232_TX，所述芯片U15的引脚16连接所述电容C16的一端，所述电容C16的另一端接地，所述芯片U15的引脚14为串口发送数据端TXD，所述芯片U15的引脚13为串口接收数据端RXD，所述芯片U15的引脚4连接所述电容C30的一端，所述芯片U15的引脚5连接所述电容C30的另一端，所述芯片U15的引脚6连接所述电容C31的一端，所述电容C31的另一端接地。

8.根据权利要求3所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述实时时钟单元包括实时时钟芯片U913，二极管D996，电阻R978和R9130，纽扣电池BT1，电容C911和C925，晶振Y92；所述芯片U913的引脚8分别连接所述电容C911的一端和所述电阻R978的一端与所述二极管负极交接处，所述二极管正极接数字电源，所述电阻R978的另一端连接所述电池BT1正极，所述电池BT1负极接地，所述芯片U913的引脚4分别接地和所述电容C925的一端，所述电容C925的另一端分别接所述芯片U913的引脚3和所述晶振Y92的一端，所述晶振Y92的另一端接所述芯片U913的引脚2，所述芯片U913的引脚1连接所述电阻R9130的一端，所述电阻R9130的另一端连接所述MCU的定时器TIMER_INT。

9.根据权利要求1或4所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述传感器接口还包括温湿度接口，所述温湿度接口用于集成温湿度芯片，以检测当前环境的温度和湿度；所述温湿度接口包括接插件J16，电阻R103和R104；所述接插件J16的引脚1连接所述电阻R103的一端，所述电阻R103的另一端连接所述电阻R104的一端，所述接插件J16的引脚4分别连接电源3.3V和所述电阻R104的另一端，所述接插件J16的引脚2连接所述电阻R104的一端，所述接插件J16的引脚3接地。

10.根据权利要求3所述的可扩展多合一便携式气体检测仪，其特征在于，所述报警输出单元包括声音报警电路和发光报警电路；所述发光报警电路包括发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6，三色灯D8和D10，三极管Q8、Q15、Q14，电阻R118、R23、R110、R43、R109、R114、R111、R113、R112；所述发光报警电路通过所述发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6以及三色灯D8和D10发光提示报警；所述电阻R114的一端连接所述MCU发出的绿色LED灯驱动信号LED_CTL_G，所述电阻R114的另一端分别连接所述电阻R111的一端和所述三极管Q14的基极，所述电阻R111连接所述三极管Q14的发射极后接地，所述三极管Q14的集电极连接所述电阻R109的一端，所述电阻R109的另一端分别连接所述三色灯D8的引脚4和所述三色灯D10的引脚4，所述电阻R113一端接所述MCU发出的黄色LED灯驱动信号LED_CTL_Y，所述电阻R113的另一端分别连接所述电阻R112的一端和所述三极管Q15的基极，所述电阻R112的另一端连接所述三极管Q15的发射极后接地，所述三极管Q15的集电极连接所述电阻R110的一端，所述电阻R110的另一端分别连接所述三色灯D8的引脚2和所述三色灯D10的引脚2，所述电阻R23的一端连接所述MCU发出的发光报警信号，所述电阻R23的另一端分别连接所述电阻R43的一端和所述三极管Q8的基极，所述电阻R43的另一端连接所述三极管Q8的发射极后接地，所述三极管Q8的集电极连接所述电阻R118的一端，所述电阻R118的另一端分别连接所述三色灯D8和D10的引脚3以及所述发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6的负极，所述发光二极管D3、D11、D12、D13、D14、D1、D5、D6的正极与所述三色灯D10的引脚1相连后接电源5V。

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