專利名稱：便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢測(cè)儀，特別是涉及一種檢測(cè)有毒、有害氣體存在及危險(xiǎn)水平的氣體檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前，公知的氣體檢測(cè)儀一般采用模擬電路，電化學(xué)傳感器為敏感元件。由于電化學(xué)傳感器具有零點(diǎn)隨溫度、時(shí)間變化，靈繁度也受溫度的影響等特性。所以傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器具有零點(diǎn)不穩(wěn)定，輸出信號(hào)衰減，從而使得測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)確、測(cè)量結(jié)果不可靠等缺點(diǎn)。為了保證使用，需要專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)節(jié)，且由于技術(shù)條件的限制，只能通過硬件調(diào)節(jié)。以上特點(diǎn)影響了檢測(cè)儀器在安全環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，隨著信息技術(shù)與管理水平的發(fā)展，人們還希望將檢測(cè)信息記錄下來，便于跟蹤管理。儀器的上述缺點(diǎn)，國內(nèi)還沒有廠家與研究機(jī)構(gòu)報(bào)告已解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種隨環(huán)境溫度變化，自動(dòng)標(biāo)校零點(diǎn)的便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，以克服傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器因受溫度的影響而零點(diǎn)不穩(wěn)定，造成測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)確、測(cè)量結(jié)構(gòu)不可靠的問題。
本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)上述目的的關(guān)鍵是該檢測(cè)儀包括一個(gè)或一個(gè)以上的氣體檢測(cè)傳感器、與所述每個(gè)氣體檢測(cè)傳感器相連接的I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路、一個(gè)溫度傳感器電路、具有多路模擬信號(hào)輸入端的微處理器、一個(gè)存有所述傳感器的零點(diǎn)與溫度的標(biāo)準(zhǔn)曲線表數(shù)據(jù)的外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路；所述氣體檢測(cè)傳感器通過I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路與微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接，溫度傳感器與所述微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接；所述外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路均與微處理器相連接，微處理器利用采集的溫度值，從外部程序存儲(chǔ)器中找出對(duì)應(yīng)的修正值，自動(dòng)記錄并存貯設(shè)定時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
如上所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，所述傳感器為三電極電化學(xué)傳感器，不同的傳感器有不同的地址碼。
如上所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，所述微處理器采用TSS400CFN型。
如上所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，所述外部程序存儲(chǔ)器采用EEPROM型存儲(chǔ)器。
如上所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，所述微處理器包括一個(gè)超限報(bào)警輸出控制端。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)儀相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.自動(dòng)地將空氣中的有毒、有害氣體轉(zhuǎn)換為直讀值，自動(dòng)記錄并存貯設(shè)定時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
2.采用可編程邏輯器件、智能化的接口電路，將多種傳感器的接口電路及參數(shù)儲(chǔ)存于邏輯芯片中，更換傳感器時(shí)，由于主機(jī)的中心微控制器是常通電狀態(tài)，將自動(dòng)地配置傳感器的接口電路及參數(shù)，一臺(tái)主機(jī)可配多種傳感器。
3.傳感器本身可自帶微處理器，在制造傳感器時(shí)，該傳感器的零點(diǎn)、靈敏度、溫度特性等技術(shù)參數(shù)存貯在微處理器中，并且利用存貯的標(biāo)準(zhǔn)曲線，當(dāng)傳感器的原始參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，微處理器將自動(dòng)地進(jìn)行修正、補(bǔ)償。
4.通過與固定地點(diǎn)的識(shí)別器結(jié)合，采用Tuch Memory技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別被測(cè)地點(diǎn)，完成巡檢功能。
5.本儀器可以通過有線或無線方式將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳下載，通過PC機(jī)和管理軟件完成任務(wù)生成數(shù)據(jù)回收、狀態(tài)分析、儀表標(biāo)校及維護(hù)等工作。


圖1是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的電路原理框圖；圖2是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的傳感器接口電路；圖3是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的傳感器運(yùn)放電路有理圖；圖4是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的溫度傳感器電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的微處理器電路及顯示電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型所述便攜式智能型氣體檢測(cè)儀的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型主要電路部分見圖1，包括氣體傳感器、溫度傳感器及接口電路、微處理器、存貯器、多行液晶顯示電路和電源電路。所述的傳感器及接口電路見圖2、圖3；所用傳感器為三電極電化學(xué)傳感器，其中S為工作電極，C為對(duì)電極，R為參比電極。在傳感器的S和R之間保持恒定電位，而反應(yīng)電流S和C之間流動(dòng)，其輸出的電流信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換、放大處理，輸出的信號(hào)AMP1(有害氣體檢測(cè)信號(hào))或AMP2(含氧量檢測(cè)信號(hào))被送到單片機(jī)TSS400CFN進(jìn)行處理。其中不同的傳感器有不同的ID，其信號(hào)供單片機(jī)TSS400CFN識(shí)別，以實(shí)現(xiàn)智能傳感器自動(dòng)識(shí)別功能。
溫度傳感器的零點(diǎn)隨溫度的變化而變化，所以在電路中增添了對(duì)溫度這一參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的電路，預(yù)先將傳感器的零點(diǎn)與溫度的標(biāo)準(zhǔn)曲線表置于ROM內(nèi)，這樣就可以克服現(xiàn)在一般氣體檢測(cè)儀器的零點(diǎn)不穩(wěn)問題。
本儀器的核心是傳感器的微處理芯片TSS400，它的外部程序存儲(chǔ)器采用的是串行16K EEP ROM。所述微處理器具有4路12位A/D轉(zhuǎn)換器，便于傳感器智能化儀表的應(yīng)用。微處理器有較寬的工作電壓范圍從2.6V至5.5V，并且為微功耗，從而加長便攜式儀表的工作時(shí)間，微處理器有兩個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器，內(nèi)部的MOS振蕩器構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘。
本微處理器編程語言簡(jiǎn)單。微處理器接收4路模擬信號(hào)兩路傳感器輸出信號(hào)、溫度傳感器輸出信號(hào)和電池電壓信號(hào)。將上述信號(hào)進(jìn)行處理，包括讀取信號(hào)、查表、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，然后輸出到顯示器，觸發(fā)聲光極警裝置(在非正常工作狀態(tài)時(shí))。
儀器中的調(diào)零、顯示、延時(shí)、參數(shù)輸入、工作單元的初始化、數(shù)據(jù)處理報(bào)警等功能，均按模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于功能擴(kuò)充。
使用軟件對(duì)傳感器的非線性誤差、零點(diǎn)漂移誤差、溫度誤差等進(jìn)行綜合修正，既簡(jiǎn)化了硬件結(jié)構(gòu)，又提高了測(cè)量精度。
本儀器的軟件可以通過傳感器ID，自動(dòng)識(shí)別傳感器，并在開機(jī)時(shí)在液晶顯示屏上顯示傳感器的類別，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)可選配多臺(tái)傳感器的功能，使生產(chǎn)成本降低的同時(shí)，給使用者也帶來了一定的選擇性和多樣性。
采用插值法，預(yù)置溫度與零漂的曲線、電流與氣體濃度的曲線，開機(jī)時(shí)針對(duì)目前的溫度，直接查表，修正儀器的零點(diǎn)，有效地克服了儀器零點(diǎn)不穩(wěn)定，而影響測(cè)量精度的因素。
在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)，為了消除傳感器通道中的干擾信號(hào)，采用算術(shù)平均值法進(jìn)行數(shù)字濾波處理(以1秒鐘為周期)。
自動(dòng)記錄并存貯設(shè)定時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使用者可以通過液晶顯示屏隨時(shí)查看儀器的實(shí)時(shí)測(cè)量值、短期暴露水平、時(shí)間加權(quán)平均氣體濃度、峰值氣體濃度、電池電壓、運(yùn)行時(shí)間。
權(quán)利要求1.一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀包括一個(gè)或一個(gè)以上的氣體檢測(cè)傳感器、與所述每個(gè)氣體檢測(cè)傳感器相連接的I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路、一個(gè)溫度傳感器電路、具有多路模擬信號(hào)輸入端的微處理器、一個(gè)存有所述傳感器的零點(diǎn)與溫度的標(biāo)準(zhǔn)曲線表數(shù)據(jù)的外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路；所述氣體檢測(cè)傳感器通過I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路與微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接，溫度傳感器與所述微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接；所述外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路均與微處理器相連接，微處理器利用采集的溫度值，從外部程序存儲(chǔ)器中找出對(duì)應(yīng)的修正值，自動(dòng)記錄并存貯設(shè)定時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，其特征在于所述傳感器為三電極電化學(xué)傳感器，不同的傳感器有不同的地址碼。
3.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，其特征在于所述微處理器采用TSS400CFN型。
4.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，其特征在于所述外部程序存儲(chǔ)器采用EEPROM型存儲(chǔ)器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，其特征在于所述微處理器包括一個(gè)超限報(bào)警輸出控制端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀包括一個(gè)或一個(gè)以上的氣體檢測(cè)傳感器與所述每個(gè)氣體檢測(cè)傳感器相連接的I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路、一個(gè)溫度傳感器電路、具有多路模擬信號(hào)輸入端的微處理器、一個(gè)存有所述傳感器的零點(diǎn)與溫度的標(biāo)準(zhǔn)曲線表數(shù)據(jù)的外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路；所述氣體檢測(cè)傳感器通過I/V轉(zhuǎn)換放大處理電路與微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接，溫度傳感器與所述微處理器的對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)輸入端相連接；所述外部程序存儲(chǔ)器和液晶顯示電路均與微處理器相連接，微處理器利用采集的溫度值，從外部程序存儲(chǔ)器中找出對(duì)應(yīng)的修正值，自動(dòng)記錄并存貯設(shè)定時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該便攜式智能型氣體檢測(cè)儀，具有自動(dòng)識(shí)別傳感器、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算處理、數(shù)字濾波、量綱變換、線性糾正、誤差修正、數(shù)字顯示、越限報(bào)警、遠(yuǎn)程通訊等功能。
文檔編號(hào)G01N27/30GK2641650SQ03270719
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月14日
發(fā)明者熊艷, 王平, 王新祥 申請(qǐng)人:武漢科發(fā)安全環(huán)保有限公司