專利名稱：多組分氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)的制作方法
多組份氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)，屬于氣體監(jiān)測和模式識別技術領域。適用于多氣體環(huán)境中，對氣體進行檢測，監(jiān)測，報警及氣體識別。
現(xiàn)有的氣體監(jiān)測與報警系統(tǒng)都為單一氣體的報警系統(tǒng)，一般都是由單一氣敏傳感器和檢測報警電路構成，如常用的煤氣泄露報警裝置，煙霧控制和報警系統(tǒng)。可是在很多情況下，通常存在多種氣體并混合在一起，要對多種氣體同時進行檢測和監(jiān)測，若采用單一氣體檢測報警系統(tǒng)，只能對其中某單一氣體進行檢測并進行監(jiān)測，如果要在同一區(qū)域內(nèi)檢測和監(jiān)測多種氣體，則要設置多套單一氣體檢測和監(jiān)測報警系統(tǒng)，這樣不僅對氣體的監(jiān)測的成本高，而且由于氣體傳感器間存在交叉敏感性干擾，造成對氣體的檢測誤差較大，影響對氣體測量的精確度，有時還會由于檢測和監(jiān)測誤差而引起誤報警。
為了克服現(xiàn)有單一氣體檢測報警系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供了一種能同時檢測并監(jiān)測多組份混合氣體及報警的多組份氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)。
本發(fā)明氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)由加熱器和氣體傳感器陣列，自動溫度控制模塊，信號調(diào)理模塊，閾值設置比較模塊，電器控制和電源轉換控制模塊和聲光報警裝置組成。氣體傳感器陣列采用若干個檢測不同氣體的單一氣體傳感器和加熱器構成，單一氣體傳感器可根據(jù)要檢測和監(jiān)測的氣體在氣體傳感器陣列中調(diào)換。自動溫度控制模塊在多組份氣體環(huán)境中，控制加熱器在0～500℃范圍內(nèi)自動優(yōu)化，選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生和氣體濃度成正比的信號的最佳工作溫度點，以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出信號。信號調(diào)理模塊對接收到的信號經(jīng)過信號拾取電路進行采集，融合，處理后輸送給閾值設置比較模塊，由閾值設置比較模塊將被監(jiān)測的氣體濃度信號與預先設置在模塊內(nèi)的閾值(或國家環(huán)保標準)進行比較，當氣體濃度超過所設定的閾值(或國家環(huán)保標準)時，以聲光形式發(fā)出報警，并同時通過電源轉換控制模塊啟動與其相連接的能迅速降低氣體濃度的電器，以防止災害發(fā)生。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，采用由加熱器和多個單一氣體傳感器構成的氣體傳感器陣列，能同時對多種氣體進行檢測和監(jiān)測，并可根據(jù)不同的監(jiān)視環(huán)境還可方便地對氣體傳感器陣列中的單一氣體傳感器進行調(diào)換。自動溫度控制模塊能自動優(yōu)化，選擇氣體傳感器陣列最佳工作溫度點，總以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出高質(zhì)量的信號。對氣體傳感器陣列所發(fā)出的多組份氣體信號由信號調(diào)理模塊集中采集、融合、優(yōu)化、處理，閾值設置比較模塊迅速準確地進行判別，比較及時發(fā)出報警信號。避免了采用多路單一氣體傳感器報警系統(tǒng)之間存在的交叉敏感性干擾，提高了對多組份氣體的檢測和監(jiān)測精度，而且大幅度降低了對多組份氣體監(jiān)測的成本。
附圖是本發(fā)明實施例示意圖，其中；

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)電路示意圖。
現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明系統(tǒng)作進一步的描述。
本發(fā)明由自動溫度控制模塊1，加熱器和氣體傳感器陣列2，信號調(diào)理模塊3，閾值設置比較模塊4，聲光報警裝置5，電器控制6，電源轉換控制模塊7組成。自動溫度控制模塊1由電阻R1，R2，R3，構成，其中電阻R1與加熱器和氣體傳感器陣列2中的加熱器91、92的一端連接，另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與電阻R3的一端與加熱器91的另一端連接并和基準電壓連通，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接并和基準電壓連通，電阻R4的另一端與加熱器92的另一端連接。加熱器和氣體傳感器陣列2由氣體傳感器81、82、83和加熱器91、92構成，其中氣體傳感器81、82、83為檢測不同氣體的傳感器，它們的一端與基準電壓連通，它們的另一端分別與信號調(diào)理模塊3中的信號拾取電路101、102、103連接。信號拾取電路由可變電阻R5，電阻R6，R7，R8，電容C和差動放大器111，構成，其中可變電阻R5的一端和電阻R6的一端與基準電壓連通，可變電阻R5和電阻R6及氣體傳感器81的另一端與電阻R7，R8的一端連接和電容C，差動放大器111并聯(lián)連接，電阻R7，R8的另一端接地。閾值設置比較模塊4由閾值設置比較器121，122，123和二極管G1，G2，G3構成，閾值設置比較器121，122，123的一端與差動放大器111，112，113的一端連接，它的另一端與二極管G1，G2，G3的一端連接，二極管G1，G2，G3的另一端與電源轉換控制模塊中的電阻R9的一端和電源轉換開關連接。
在多組份氣體環(huán)境中，本發(fā)明接通電源開始后，自動溫度控制模塊1根據(jù)加熱器和氣體傳感器陣列2中選用的單一氣體傳感器情況快速自動優(yōu)化和選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生和氣體濃度成正比的信號的最佳工作溫度點，以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出信號。信號調(diào)理模塊2對接收到的被監(jiān)測氣體信號進行采集，融合，放大處理后輸送給閾值設置比較模4，由閾值設置比較模塊將被監(jiān)測的氣體濃度信號與預先設置在模塊內(nèi)的閾值(或國家環(huán)保標準)進行比較，當被監(jiān)測的氣體濃度超過所設定的閾值(或國家環(huán)保標準)時，閾值設置比較模4發(fā)出信號，通過電源轉換控制模塊7啟動聲光報警5和電器控制6，以聲光形式發(fā)出報警，啟動能迅速降低氣體濃度的電器，以防止意外事故發(fā)生。
權利要求
1.多組份氣體監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于；由自動溫度控制模塊(1)，加熱器和氣體傳感器陣列(2)，信號調(diào)理模塊，閾值設置比較模塊(4)，聲光報警裝置(5)，電器控制(6)和電源轉換控制模塊(7)組成，自動溫度控制模塊(1)根據(jù)加熱器和氣體傳感器陣列(2)中選用的單一氣體傳感器情況快速自動優(yōu)化和選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生與氣體濃度成正比的信號的最佳工作溫度點，氣體傳感器陣列(2)在最佳工作溫度點，連續(xù)穩(wěn)定地向信號調(diào)理模塊(3)輸出信號，信號調(diào)理模塊(3)對接收到的被監(jiān)測氣體信號進行采集，融合，放大處理后輸送給閾值設置比較模(4)，由閾值設置比較模塊(4)將被監(jiān)測的氣體濃度信號與預先設置在模塊內(nèi)的閾值(或國家環(huán)保標準)進行比較，當被監(jiān)測的氣體濃度超過所設定的閾值(或國家環(huán)保標準)時，閾值設置比較模(4)向電源轉換控制模塊(7)發(fā)出信號，啟動聲光報警裝置(5)和電器控制(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣體監(jiān)測系統(tǒng)其特征在于；加熱器和氣體傳感器陣列(2)由加熱器和多個單一氣體傳感器構成，單一氣體傳感器可根據(jù)被監(jiān)測環(huán)境調(diào)換。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣體監(jiān)測系統(tǒng)其特征在于；自動溫度控制模塊(1)由電阻R1，R2，R3，構成，其中電阻R1與加熱器和氣體傳感器陣列(2)中的加熱器91、92的一端連接，另一端與電阻R2的一端連接接地，電阻R2的另一端與電阻R3的一端與加熱器91的另一端連接并和基準電壓連通，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接并和基準電壓連通，電阻R4的另一端與加熱器92的另一端連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的氣體監(jiān)測系統(tǒng)其特征在于；信號調(diào)理模塊(3)中的信號拾取電路由可變電阻R5，電阻R6，R7，R8，電容C和差動放大器111，構成，其中可變電阻R5的一端和電阻R6的一端與基準電壓連通，可變電阻R5和電阻R6和電阻R6及氣體傳感器81的另一端與電阻R7，R8的一端連接并和電容C，差動放大器111并聯(lián)連接，電阻R7，R8的另一端接地。
5.根據(jù)權利要求1所述的氣體監(jiān)測系統(tǒng)其特征在于；由閾值設置比較器121，122，123和二極管G1，G2，G3構成，閾值設置比較器121，122，123的一端與差動放大器111，112，113的一端連接，它的另一端與二極管G1，G2，G3的一端連接，二極管G1，G2，G3的另一端與電源轉換控制模塊中的電阻R9的一端和電源轉換開關連接。
全文摘要
多組份氣體監(jiān)測系統(tǒng),由自動溫度控制模塊,加熱器和氣體傳感器陣列,信號調(diào)理模塊,閾值設置比較模塊,聲光報警裝置,電器控制和電源轉換控制模塊組成,能同時對多種氣體進行監(jiān)測,自動溫度控制模塊能自動優(yōu)化,選擇氣體傳感器陣列最佳工作溫度點,保證氣體傳感器陣列,連續(xù)穩(wěn)定地輸出高質(zhì)量的信號,信號調(diào)理模塊集中采集、處理多組份氣體信號,并由閾值設置比較模塊判別比較及時發(fā)出報警信號,對多組份氣體的監(jiān)測精度高,成本低。
文檔編號G01N27/04GK1338628SQ0011959
公開日2002年3月6日 申請日期2000年8月10日 優(yōu)先權日2000年8月10日
發(fā)明者王磊, Ahlers, 楊建華, 周慶 申請人:同濟大學