CN216208968U - 宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，属于气体检测领域；提出一种检测量程大、精度高且具有校准功能的一氧化碳气体检测系统；技术方案为：宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，包括：气体检测传感器、PLC、单片机和风机；气体检测传感器与PLC电连接，单片机和风机分别与PLC电连接；气体检测传感器与PLC之间设置有放大电路、滤波电路和ADC电路，气体检测传感器输出的模拟信号依次经过放大电路、滤波电路和ADC电路后上传至PLC；单片机和滤波电路之间设置有DAC转换电路、二极管光控电路和分压电路，单片机依次电连接DAC转换电路和二极管光控电路，分压电路设置于滤波电路输出端，二极管光控电路用于控制分压电路。

Description

宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统

技术领域

本实用新型为宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，属于气体检测领域。

背景技术

焦化企业焦炉地下室是炼焦车间的一个重要组成部分，为封闭半封闭厂房，混合气体以CO和H2为主，焦炉底部散发热量大，温度夏季可达55℃左右，其中煤气管道、流量孔板及煤气主管支管阀门等处发生可燃及有毒气体泄漏，后果将不堪设想。目前对于焦炉地下室CO气体检测浓度报警值为标准设定值，为了提高检测精度，绝大部分气体检测器选用量程偏低0-100ppm，由于地下室工作性质会出现煤气管线旋塞处气体瞬间泄漏，瞬间产生的混合气体(CO+H2)淹没传感器导致检测器中毒失效。目前当有毒/可燃气体探头报警时，迅速通知相关人员查明原因并处理，做好相关记录。因此采用适用于焦炉地下室的气体检测器并自动检测气体浓度，自动控制通风系统满足焦炉安全生产要求，改善工作环境，实现安全、科学生产操作显得尤为重要。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种检测量程大、精度高且具有校准功能的一氧化碳气体检测系统。

为实现上述技术目的，本实用新型提出的技术方案为：

宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，包括：气体检测传感器、PLC、单片机和风机；所述气体检测传感器与PLC电连接，所述单片机和风机分别与PLC电连接；

所述气体检测传感器与PLC之间设置有放大电路、滤波电路和ADC电路，所述气体检测传感器输出的模拟信号依次经过放大电路、滤波电路和ADC电路后上传至PLC；

所述单片机和滤波电路之间设置有DAC转换电路、二极管光控电路和分压电路，所述单片机依次电连接DAC转换电路和二极管光控电路，所述分压电路设置于滤波电路输出端，所述二极管光控电路用于控制分压电路；

所述分压电路包括主流电阻R1和分压电阻R2，所述主流电阻R1和分压电阻R2一端均与滤波电路输出端连接，所述分压电阻R2另一端接地，所述主流电阻R1另一端接ADC电路，所述分压电阻R2为光敏电阻。

所述二极管光控电路包括：电阻R3、运放电路和发光二极管光强度可调电路，所述电阻R3一端和DAC转换电路输出端电连接，所述电阻R3另一端接地，所述电阻R3一端和DAC转换电路输出端连接点与运放电路输入端连接，所述运放电路输出端与发光二极管光强度可调电路信号输入端连接，且所述发光二极管光强度可调电路的发光二极管正对分压电阻R2，所述发光二极管用于控制分压电阻R2的电阻值。

所述发光二极管光强度可调电路还包括：三极管和电阻R4，所述电阻R4和发光二极管串联，串联的电阻R4和发光二极管与三极管的集电极电连接，所述三极管的发射集接地，所述三极管的基极为发光二极管光强度可调电路的信号输入端。

所述气体检测传感器为一氧化碳气体检测传感器。

所述发光二极管和分压电阻R2固定于同一密封空间内，且所述密封空间内无其他光源。

所述宽温大量程高精度一氧化碳有毒气体检测报警系统还包括电源，所述电源为整个系统运行提供电力。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本实用新型采用放大电路和滤波电路，可将气体检测传感器的输出信号进行放大处理，再经过单片机对数据处理，可将气体检测传感器的精度进一步提高，即在原气体检测传感器的测量精度上进行提高，实现大量程和高精度。

二、本实用新型采用二极管光控电路和分压电路，可对滤波电路输出信号进行分压，防止出现气体检测传感器、放大电路以及滤波电路整体出现数据漂移的情况，确保单片机和PLC获取数据准确。

附图说明

图1为本实用新型的DAC转换电路、二极管光控电路和分压电路的电路图。

图2为本实用新型的整个系统结构示意图。

图3为本实用新型DAC转换电路、二极管光控电路和分压电路与整个系统连接示意图。

图中：1为气体检测传感器，2为PLC，3为单片机，4为风机，21为放大电路，22为滤波电路，31为DAC转换电路，32为二极管光控电路，33为分压电路。

具体实施方式

为进一步理解本实用新型，下面结合附图和实施例详细阐述：

本公开在应用于焦炉地下室的特殊环境下使用，该环节具有：混合气体、封闭厂房、高温等特点。在使用过程中存在，其他设备发出的电磁和本身设备具有误差，在放大电路21的作用下，导致气体检测传感器发出的信号经过处理后存在整体漂移的情况。

例如：在复杂电磁环境下，放大电路21和滤波电路22输出信号会因为电磁作用导致输出信号内含有部分电磁转化的电流。因为不同厂家的使用环境不同，因此无法在设备和软件上进行固定校准。

现场安装过程进行调试是解决上述问题的有效方式：

如图2所示：宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，包括：气体检测传感器1、PLC2、单片机3和风机4；所述气体检测传感器1与PLC2电连接，所述单片机3和风机4分别与PLC2电连接。单片机3接收PLC2信号后将检测数据通过显示器等装置向外界展示，也可增设报警模块等提醒厂家处理。

所述气体检测传感器1与PLC2之间设置有放大电路21、滤波电路22和ADC电路，所述气体检测传感器1输出的模拟信号依次经过放大电路21、滤波电路22和ADC电路后上传至PLC2。

放大电路21用于将模拟信号进行放大，便于后期PLC2进行接收信号后分析一氧化碳气体浓度，当气体检测传感器1选取的量程较大时，依然可保证精确度。

滤波电路22采用高通滤波电路22，将放大后的信号进行高频波纹过滤，为后续模数转换提供基础。

如图3所示：所述单片机3和滤波电路22之间设置有DAC转换电路31、二极管光控电路32和分压电路33，所述单片机3依次电连接DAC转换电路31和二极管光控电路32，所述分压电路33设置于滤波电路22输出端，所述二极管光控电路32用于控制分压电路33。

分压电路33将漂移信号校准，一般漂移信号经过放大后，不同气体浓度其误差数值不同，一般呈等等比例放大。分压电路33可以将等比例放大后的数据进行等比例分压，实现整个不同浓度情况下，校准精确。

如图1所示：所述分压电路33包括主流电阻R1和分压电阻R2，所述主流电阻R1和分压电阻R2一端均与滤波电路22输出端连接，所述分压电阻R2另一端接地，所述主流电阻R1另一端接ADC电路，所述分压电阻R2为光敏电阻。

所述二极管光控电路32包括：电阻R3、运放电路和发光二极管光强度可调电路，所述电阻R3一端和DAC转换电路31输出端电连接，所述电阻R3另一端接地，所述电阻R3一端和DAC转换电路31输出端连接点与运放电路输入端连接，所述运放电路输出端与发光二极管光强度可调电路信号输入端连接，且所述发光二极管光强度可调电路的发光二极管正对分压电阻R2，所述发光二极管用于控制分压电阻R2的电阻值。

所述发光二极管光强度可调电路还包括：三极管和电阻R4，所述电阻R4和发光二极管串联，串联的电阻R4和发光二极管与三极管的集电极电连接，所述三极管的发射集接地，所述三极管的基极为发光二极管光强度可调电路的信号输入端。

发光二极管光强度与其经过电流大小呈正比，三极管的通过控制偏置电压可实现流过发光二极管电流强度。整体实现对发光二极管发光强度精确控制，进而控制光敏电阻大小。

所述气体检测传感器1为一氧化碳气体检测传感器。

所述发光二极管和分压电阻R2固定于同一密封空间内，且所述密封空间内无其他光源。

所述宽温大量程高精度一氧化碳有毒气体检测报警系统还包括电源，所述电源为整个系统运行提供电力。

本实用新型具体运行过程如下：

在使用过程中，需要一个厂家认可的精确气体检测模块接入现有系统的PLC2上，在相同环境下进行检测，比较气体检测模块和气体检测传感器1输出的数值大小，通过调整PLC2对DAC转换电路31输出值，来实现分压电阻R2大小的控制，直到气体检测模块检测值和校准后气体检测传感器1的检测值一致后即可投入使用。

需要注意的是，此处的气体检测模块可以为原高精度、小量程的一氧化碳气体检测传感器。

上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于，包括：气体检测传感器(1)、PLC(2)、单片机(3)和风机(4)；所述气体检测传感器(1)与PLC(2)电连接，所述单片机(3)和风机(4)分别与PLC(2)电连接；

所述气体检测传感器(1)与PLC(2)之间设置有放大电路、滤波电路和ADC电路，所述气体检测传感器(1)输出的模拟信号依次经过放大电路、滤波电路和ADC电路后上传至PLC(2)；

所述单片机(3)和滤波电路之间设置有DAC转换电路、二极管光控电路和分压电路，所述单片机(3)依次电连接DAC转换电路和二极管光控电路，所述分压电路设置于滤波电路输出端，所述二极管光控电路用于控制分压电路；

所述分压电路包括主流电阻R1和分压电阻R2，所述主流电阻R1和分压电阻R2一端均与滤波电路输出端连接，所述分压电阻R2另一端接地，所述主流电阻R1另一端接ADC电路，所述分压电阻R2为光敏电阻。

2.根据权利要求1所述宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于：所述二极管光控电路包括：电阻R3、运放电路和发光二极管光强度可调电路，所述电阻R3一端和DAC转换电路输出端电连接，所述电阻R3另一端接地，所述电阻R3一端和DAC转换电路输出端连接点与运放电路输入端连接，所述运放电路输出端与发光二极管光强度可调电路信号输入端连接，且所述发光二极管光强度可调电路的发光二极管正对分压电阻R2，所述发光二极管用于控制分压电阻R2的电阻值。

3.根据权利要求2所述宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于：所述发光二极管光强度可调电路还包括：三极管和电阻R4，所述电阻R4和发光二极管串联，串联的电阻R4和发光二极管与三极管的集电极电连接，所述三极管的发射集接地，所述三极管的基极为发光二极管光强度可调电路的信号输入端。

4.根据权利要求3所述宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于：所述气体检测传感器(1)为一氧化碳气体检测传感器。

5.根据权利要求4所述宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于：所述发光二极管和分压电阻R2固定于同一密封空间内，且所述密封空间内无其他光源。

6.根据权利要求5所述宽温大量程高精度焦炉地下室用一氧化碳检测报警系统，其特征在于：所述宽温大量程高精度一氧化碳有毒气体检测报警系统还包括电源，所述电源为整个系统运行提供电力。

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