CN2265562Y

CN2265562Y - 一氧化碳自动监测器

Info

Publication number: CN2265562Y
Application number: CN 96244403
Authority: CN
Inventors: 朱太
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2006-12-10

Abstract

一种一氧化碳自动监测器，有半导体型的气敏探头(11)和其驱动电路(2)，探头头部设活性炭过滤层(14)，还有检测电路，由CPU(4)，A/D电路(3)及报警器(5)和/或执行机构(6)组成;CPU周期地反复识别来自A/D电路反映一氧化碳浓度的信号并进行对应的计时，按不同浓度规定的时限发信号并由报警器报警，高浓度快报，低浓度慢报，确切反映应要求的保护。活性炭吸附烷烃、乙醇和氧化氮气体，排除干扰正确监测的因素，使监测报警可靠。

Description

一氧化碳自动监测器

本实用新型仪器涉及有害气体的自动监测及报警器，其领域更具体地涉及一氧化碳自动监测及报警器。

在现有的一氧化碳报警器中，气敏探头多半是一种半导体器件。例如，以二氧化锡为介质由铂丝加热的探头，但其特性经常导致无法避免的误报。究其原因，多是被监测环境中常常存在其它和一氧化碳接近的气体干扰之结果，特别是烷烃、氢气、乙醇和氧化氮的干扰；此外，现有的报警器所采用的检测电路都是只对被监测气体达到规定浓度后就报警，这种制式并不能确切反映所要求的保护。由于一氧化碳致人中毒是累积性的，浓度和时间有一定关系，浓度越高、使人发生危险的中毒时间越短。研究表明，不同的一氧化碳浓度对应于中毒程度的时间有以下关系：

浓度为：100ppm 2-3小时内会有轻微头痛

400ppm 1-2小时内会有头痛，并且2.5-3.5小

时后会更加严重

800ppm 45分钟内会头痛，2小时内会失去知觉

1600ppm 20分钟内会头痛与失去知觉

3200ppm 5-10分钟内失去知觉，30分钟内死亡

6400ppm 1-2分钟内失去知觉，10-15分钟内死亡

12800ppm1-3分钟死亡

因此，要确定一个准确的报警浓度值是很不容易的事。在现有此类产品中均存在着浓度值确定不当的问题，即：有的定低了，并未达到危险状态就频繁报警，其中还常常有未达到有中毒危险的时间之前一氧化碳浓度已下降的情况，这样报警是一场虚惊。但设定值过高，又可能因环境中一氧化碳浓度值长时间低于设定报警值而不报警，结果发生危险，失去报警保护的作用。

本实用新型的目的是提供一种一氧化碳自动监测器，是具有良好的一氧化碳自动监测功能，还能排除一氧化碳以外其它气体，特别是烷烃、氢气、乙醇和氧化氮的干扰所产生的误报警与漏报警。

本实用新型的再一个目的是提供一种一氧化碳的监测器，能随一氧化碳浓度的增加而缩短反应时间并发出警报，即：具备一氧化碳浓度和反应时间呈现非线性反比关系的特性。

本实用新型的技术方案是(参阅图1、2)：一种一氧化碳自动监测器，其外壳内有外露的包括探头11的一氧化碳气敏传感器1、及由CPU提供最佳工作状态的驱动电路2，对所述传感器馈电，还有与传感器的探头11连接的检测电路，其特征是所述气敏传感器，还有设在其外部的外罩12，所述外罩的头部设有被测气体通过的过滤层13，所述过滤层内的过滤物质为活性碳14；所述检测电路包括CPU4，模数变换(A/D)电路3，及报警器5，所述探头11的输出脚接入所述A/D电路，所述A/D电路的输出接入所述CPU，在所述CPU的输出端接报警器5。随探头输出与CO浓度对应的电位信号，经A/D电路输出与所述电位信号对应的高电平，所述CPU识别接收到的所述输出电平进行对应的计时，按达到规定时限发生报警信号，给接在所述CPU输出端的报警器5，并作出报警。

由于环境中被测气体经过过滤罩中活性碳的过滤，烷烃、氢气、乙醇和氧化氮气体被活性碳吸附，减少了对气敏探头的干扰，从而排除了最重要的致误报干扰因素，使本实用新型的监测器工作更可靠。

由于检测电路中的CPU对经所述A/D电路变换的、反映一氧化碳浓度的探头输出电位进行识别并作对应的计时，然后按规定时限报警，使监测器能反映一氧化碳浓度和报警时间的非线性反比关系，即报警是在高浓度时快报，低浓度时慢报的前提下进行。这种报警准确地反映了实际的危险程度。

图1是本实用新型一氧化碳自动监测器构成的框图。

图2是本实用新型一氧化碳自动监测器气敏传感器结构示意图。

图3是本实用新型一氧化碳自动监测器实施例电路图。

以下结合附图说明本实用新型实施例。

本实施例的一氧化碳自动监测器使用的气敏传感器1为半导体型气敏探头11，例如HQ-5，在其外加设外罩12，外罩的头部为过滤层13，层内充填过滤物质活碳14，环境气体通过过滤物质14后进入探头11，探头11是一种由铂丝111、112之间设置二氧化锡介质层113构成，铂丝由其驱动电路2控制通电加热，驱动电路2由CPU4控制，提供探头良好工作状态，使在工作周期内能够得到400℃的清洗状态和100℃的监测状态。当存在一氧化碳气体时探头电阻变小，其输出脚(图3探头脚4)电位上升。本例中集成块LM393双比较器中一个比较器(脚1、2、3)用作A/D转换，其中3脚接在探头输出脚4上，而1脚作为A/D转换器的输出接在用作CPU的集成块PIC16 C54的6脚上。当比较器LM393的3脚电位上升，其输出1脚将高电平传给CPU，CPU被启动进行识别及计时。CPU以固定周期，例如90秒内，反复六次检测识别三组不同的信号，分别代表三个CO浓度的输入电平。在例中，所述CPU的7、8、9脚分别连接LM393的2脚，各自作检测400、200、100ppm三种浓度之用，并对此检测时间计时，如15分钟内检出CO浓度值平均达到400ppm，或35分钟内检出CO浓度值达到200ppm，或者90分钟内检出CO浓度值达到100ppm，CPU将发出报警信号，由其13脚输出，使构成报警器的蜂鸣器及其驱动电路工作发出声音报警，在本例中CPU的13脚输出信号加在发光二极管上，因此除了声报警外还有光报警。

所述报警信号还可以如图1所示加给一个执行机构6，作执行动作，例如执行关断煤气源，或打开排风机之类，这在本例中没有示出，因为，这种工作和CPU之间工作流程的设计对本领域的技术人员来说都是根据以上构思就能够作出安排的事，不必在此赘述。

在本例中用作CPU的集成块是MICROCHIP公司的8位CMOS微处理器系列PIC16C5X中的一个型号，也可以使用其它相当型号的8位芯片。同样，作为A/D转换也可以使用其它型号的芯片。在本例中使用LM393双比较器是将其另一半比较器(5-7脚)用作电源诊断，这是本实用新型主题以外的辅助功能，既然不限定本实用新型也就不作解释。至于电路的总电源由市电经变压整流获得，从图3已经可以到。

Claims

1.一种一氧化碳自动监测器，其外壳内有外露的包括探头(11)的一氧化碳气敏传感器(1)及对所述传感器馈电并由CPU提供最佳工作状态的驱动电路(2)，还有与所述传感器(1)的探头(11)连接的检测电路，其特征是所述气敏传感器(1)，还有设在其外部的外罩(12)，所述外罩的头部设可供被测气体通过的过滤层(13)，及所述过滤层内的过滤物质为活性碳(14)；所述检测电路包括CPU(4)，模数变换A/D电路(3)，及报警器(5)，所述探头(11)的输出脚接入所述A/D电路，所述A/D电路的输出接入所述CPU，在所述CPU输出端接报警器(5)。

2.根据权利要求1所述的监测器，其特征是所述CPU的输出端上接执行机构(6)。

3.根据权利要求1或2所述的监测器，其特征是所述CPU是8位CMOS微处理器集成块PIC16C5X系列中的一种；所述A/D电路是比较器。

4.根据权利要求3所述的监测器，其特征是所述比较器是集成块LM393双比较器的一个比较器。

5.根据权利要求4所述的监测器，其特征是所述CPU是集成块PIC16C54；所述探头(11)输出脚连接所述双比较器集成块LM393之3脚；所述LM393的2脚分别接到所述CPU的7、8、9脚，而LM393的1脚接所述CPU的6脚：所述CPU的13脚接所述报警器(5)的或执行机构(6)的信号输入端。