CN216283691U - 内置信号处理电路的多功能气体检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型内置信号处理电路的多功能气体检测仪，差动接收电路接收探头检测信号，通过过滤后分别再经二极管单向导电后进入差动放大器，放大差动信号滤除共模信号，之后进入温度补偿电路，进行比例放大，并由热敏电阻R11检测监测点环境温度信号、比例电压转换，转换后电压进行温度补偿，幅度调制输出电路接收温度补偿后信号，经光电耦合器U1隔离、抬高幅值补偿衰减后经线缆传输到控制部分，并在信号低时，将差动放大器输出信号经光电耦合器U2光电隔离、电压转换后一路经电感L1与温度补偿后信号耦合调制，再经光电耦合器U1隔离、抬高幅值后传输到控制部分，另一路直接传输到控制部分，补偿了传输衰减，控制部分能收到准确的反映监测点气体信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体检测技术领域，尤其涉及内置信号处理电路的多功能气体检测仪。
背景技术
现有的多功能气体检测仪一般包括控制部分、传感部分、管理平台部分，传感部分安装于各监测点，通过线缆传输到控制部分，控制部分负责数据分析、超限报警、设备联动等功能，并将数据实时传到管理平台部分，可以实现远程监控、数据分析。
传感部分的检测探头，例如温湿度探头、光传感器、一氧化碳、二氧化氮、粉尘传感器等，尤其是置于煤矿等易燃易爆场等环境恶劣场所的探头，由于环境温度影响以及距离或中间障碍物等因素，会造成不同程度的温漂、衰减，因此需对探头检测后信号进行处理，确保控制部分收到的信号能准确的反映监测点气体信号。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供内置信号处理电路的多功能气体检测仪，有效的解决了现有技术受到不同程度的温漂、衰减，控制部分收到的信号不能准确的反映监测点气体信号的问题。
其技术方案是，包括差动接收电路、温度补偿电路、幅度调制输出电路，所述差动接收电路接收探头检测信号后连接到温度补偿电路，温度补偿电路连接幅度调制输出电路，幅度调制输出电路输出信号到控制部分。
优选的，所述幅度调制输出电路包括电阻R15、电阻R16，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R15的另一端连接光电耦合器U1的引脚2、电感L1的一端，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R22连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚4通过电阻R23连接电源+10V，光电耦合器U1的引脚3连接控制部分，电阻R16的另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接电源+0.3V，三极管T2的集电极分别连接电阻R17的一端、场效应管T1的栅极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R18的一端、运算放大器AR1的输出端，场效应管T1的源极分别连接接地电阻R19的一端、光电耦合器U2引脚2，光电耦合器U2引脚1通过电阻R20接电源+5V，光电耦合器U2引脚4通过电阻R21接电源+10V，光电耦合器U2引脚3连接电感L1的另一端、控制部分。
本实用新型接收探头检测信号，通过过滤后分别再经二极管单向导电后进入差动放大器，放大差动信号滤除共模信号，进入运算放大器AR2、电阻R12-电阻R14进行比例放大，并由热敏电阻R11检测监测点环境温度信号，运算放大器AR3、电阻R7-电阻R10进行比例电压转换，转换后电压加到运算放大器AR2的反相输入端进行温度补偿，温度补偿后信号经光电耦合器U1隔离、抬高幅值补偿衰减后经线缆传输到控制部分，并采用三极管T2检测温度补偿后信号幅值，信号低时，三极管T2导通，场效应管T1导通，差动放大器输出信号经光电耦合器U2光电隔离、电压转换后一路经电感L1与温度补偿后信号耦合调制，光电耦合器U1隔离、抬高幅值后传输到控制部分，另一路直接传输到控制部分，在控制部分，再对两路信号进行差值解调后得到原始信号，补偿了传输衰减，控制部分能收到准确的反映监测点气体信号。
附图说明
图1是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
以下结合说明书附图1，对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。
实施例一，内置信号处理电路的多功能气体检测仪，包括差动接收电路、温度补偿电路、幅度调制输出电路，所述差动接收电路接收探头检测信号，采用瞬态抑制二极管TVS1抑制、旁路电容C1滤除瞬态噪声干扰信号，也即通过过滤后分别再经二极管单向导电后进入差动放大器，放大差动信号滤除共模信号，确保接收信号时不受干扰的影响，温度补偿电路接收差动放大器输出信号，进入运算放大器AR2、电阻R12-电阻R14进行比例放大，并由热敏电阻R11检测监测点环境温度信号，运算放大器AR3、电阻R7-电阻R10进行比例电压转换，转换后电压加到运算放大器AR2的反相输入端进行温度补偿，补偿温度影响探头检测的精度，幅度调制输出电路接收温度补偿后信号，经光电耦合器U1隔离、抬高幅值补偿衰减后经线缆传输到控制部分，并采用三极管T2检测温度补偿后信号幅值，信号低时，三极管T2导通，场效应管T1导通，差动放大器输出信号经光电耦合器U2光电隔离、电压转换后一路经电感L1与温度补偿后信号耦合调制，光电耦合器U1隔离、抬高幅值后传输到控制部分，另一路直接传输到控制部分，在控制部分，再对两路信号进行差值解调后得到原始信号，补偿了传输衰减，控制部分能收到准确的反映监测点气体信号。
实施例二，在实施例一的基础上，所述差动接收电路接收探头（两线制探头的正极性信号、负极性信号）检测信号，采用瞬态抑制二极管TVS1抑制、旁路电容C1滤除瞬态噪声干扰信号，也即通过过滤后分别再经二极管单向导电后进入运算放大器AR1、电容C2、电阻R3-电阻R6组成的差动放大器，放大差动信号滤除共模信号，确保接收信号时不受干扰的影响，其中电容C2为差动电容，当探头两输出端均受到干扰时，由差动放大器差动抵消，包括瞬态抑制二极管TVS1、电容C1、电阻R1，瞬态抑制二极管TVS1的上端、电容C1的上端、电阻R1的左端连接探头输出的正极性信号，瞬态抑制二极管TVS1的下端、电容C1的下端、二极管D2的负极连接探头输出的负极性信号，电阻R1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极分别连接电容C2的一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R3的一端、运算放大器AR1的同相输入端，二极管D2的正极分别连接电容C2的另一端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别连接接地电阻R4的一端、运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的输出端和电阻R3的另一端为差动接收电路的输出端。
实施例三，在实施例一的基础上，所述温度补偿电路接收差动放大器输出信号，进入运算放大器AR2、电阻R12-电阻R14进行比例放大，并由热敏电阻R11检测监测点环境温度信号，运算放大器AR3、电阻R7-电阻R10进行比例电压转换（具体可为当温度超过探头工作温度时，根据温度系数进行比例控制），转换后电压加到运算放大器AR2的反相输入端进行温度补偿，补偿温度影响探头检测的精度，包括电阻R12、热敏电阻R11，电阻R12的一端连接运算放大器AR1的输出端，电阻R12的另一端分别连接运算放大器AR2的同相输入端、电阻R13的一端，热敏电阻R11的一端分别连接电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R7的另一端、运算放大器AR3的同相输入端，电阻R7的另一端连接电源+5V，运算放大器AR3的反相输入端通过电阻R10连接地，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R9的另一端、热敏电阻R11的另一端、稳压管Z2的负极，稳压管Z2的正极分别连接接地电阻R14的一端、运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的输出端、电阻R13的另一端、电解电容C4的正极为温度补偿电路的输出端，电解电容C4的负极连接地。
实施例四，在实施例一的基础上，所述幅度调制输出电路接收温度补偿后信号，经光电耦合器U1隔离、抬高幅值补偿衰减后经线缆传输到控制部分，并采用三极管T2检测温度补偿后信号幅值，信号低时，三极管T2导通，场效应管T1导通，差动放大器输出信号经光电耦合器U2光电隔离、电压转换后一路经电感L1与温度补偿后信号耦合调制，光电耦合器U1隔离、抬高幅值后传输到控制部分，另一路直接传输到控制部分，在控制部分，再对两路信号进行差值解调后得到原始信号，补偿了传输衰减，控制部分能收到准确的反映监测点气体信号，包括电阻R15、电阻R16，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R15的另一端连接光电耦合器U1的引脚2、电感L1的一端，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R22连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚4通过电阻R23连接电源+10V，光电耦合器U1的引脚3连接控制部分，电阻R16的另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接电源+0.3V，三极管T2的集电极分别连接电阻R17的一端、场效应管T1的栅极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R18的一端、运算放大器AR1的输出端，场效应管T1的源极分别连接接地电阻R19的一端、光电耦合器U2引脚2，光电耦合器U2引脚1通过电阻R20接电源+5V，光电耦合器U2引脚4通过电阻R21接电源+10V，光电耦合器U2引脚3连接电感L1的另一端、控制部分。
Claims (4)
1.内置信号处理电路的多功能气体检测仪，包括差动接收电路、温度补偿电路、幅度调制输出电路，其特征在于，所述差动接收电路接收探头检测信号后连接到温度补偿电路，温度补偿电路连接幅度调制输出电路，幅度调制输出电路输出信号到控制部分。
2.根据权利要求1所述的内置信号处理电路的多功能气体检测仪，其特征在于，所述差动接收电路包括瞬态抑制二极管TVS1、电容C1、电阻R1，瞬态抑制二极管TVS1的上端、电容C1的上端、电阻R1的左端连接探头输出的正极性信号，瞬态抑制二极管TVS1的下端、电容C1的下端、二极管D2的负极连接探头输出的负极性信号，电阻R1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极分别连接电容C2的一端、电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R3的一端、运算放大器AR1的同相输入端，二极管D2的正极分别连接电容C2的另一端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别连接接地电阻R4的一端、运算放大器AR1的反相输入端，运算放大器AR1的输出端和电阻R3的另一端为差动接收电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的内置信号处理电路的多功能气体检测仪，其特征在于，所述温度补偿电路包括电阻R12、热敏电阻R11，电阻R12的一端连接运算放大器AR1的输出端，电阻R12的另一端分别连接运算放大器AR2的同相输入端、电阻R13的一端，热敏电阻R11的一端分别连接电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R7的另一端、运算放大器AR3的同相输入端，电阻R7的另一端连接电源+5V，运算放大器AR3的反相输入端通过电阻R10连接地，运算放大器AR3的输出端分别连接电阻R9的另一端、热敏电阻R11的另一端、稳压管Z2的负极，稳压管Z2的正极分别连接接地电阻R14的一端、运算放大器AR2的反相输入端，运算放大器AR2的输出端、电阻R13的另一端、电解电容C4的正极为温度补偿电路的输出端，电解电容C4的负极连接地。
4.根据权利要求1所述的内置信号处理电路的多功能气体检测仪，其特征在于，所述幅度调制输出电路包括电阻R15、电阻R16，电阻R15的一端和电阻R16的一端连接运算放大器AR2的输出端，电阻R15的另一端连接光电耦合器U1的引脚2、电感L1的一端，光电耦合器U1的引脚1通过电阻R22连接电源+5V，光电耦合器U1的引脚4通过电阻R23连接电源+10V，光电耦合器U1的引脚3连接控制部分，电阻R16的另一端连接三极管T2的基极，三极管T2的发射极连接电源+0.3V，三极管T2的集电极分别连接电阻R17的一端、场效应管T1的栅极，场效应管T1的漏极分别连接接地电阻R18的一端、运算放大器AR1的输出端，场效应管T1的源极分别连接接地电阻R19的一端、光电耦合器U2引脚2，光电耦合器U2引脚1通过电阻R20接电源+5V，光电耦合器U2引脚4通过电阻R21接电源+10V，光电耦合器U2引脚3连接电感L1的另一端、控制部分。
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