一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，涉及氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有的氧氣濃度監(jiān)測(cè)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和電路性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致氧氣濃度監(jiān)測(cè)不精確的問(wèn)題。該系統(tǒng)的氧氣傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸出端與電流轉(zhuǎn)換電壓電路的信號(hào)輸入端連接，電流轉(zhuǎn)換電壓電路的信號(hào)輸出端與電壓跟隨器的信號(hào)輸入端連接，電壓跟隨器的信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與嵌入式微處理器的信號(hào)輸入端連接，嵌入式微處理器的信號(hào)輸出端與RS485轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端連接，RS485轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與上位機(jī)的信號(hào)輸入端連接。本發(fā)明適用于對(duì)氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]地球中的氧氣是人類(lèi)以及動(dòng)植物生存的原動(dòng)力，而且要求大氣的含量是一定的，當(dāng)工作人員的環(huán)境中氧氣含量低于21%V0L時(shí)視為缺氧，氧氣含量高于40%V0L時(shí)視為富氧，缺氧和富氧都會(huì)使需要氧氣的人類(lèi)及動(dòng)植物中毒，甚至死亡。
[0003]現(xiàn)今的氧氣濃度檢測(cè)器遍地開(kāi)花、比較泛濫，不但它的價(jià)格比較昂貴，而且電路性能也都不是很穩(wěn)定，考慮到與上位機(jī)通信的問(wèn)題，沒(méi)有統(tǒng)一的接口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的氧氣濃度監(jiān)測(cè)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和電路性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致氧氣濃度監(jiān)測(cè)不精確的問(wèn)題，提出了一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
[0005]氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)包括氧氣傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、電流轉(zhuǎn)換電壓電路、電壓跟隨器、AD轉(zhuǎn)換電路、嵌入式微處理器、RS485轉(zhuǎn)換電路和上位機(jī)，所述氧氣傳感器用于檢測(cè)空氣中氧氣的含量，氧氣傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)調(diào)理電路的調(diào)理信號(hào)輸出端與電流轉(zhuǎn)換電壓電路的電流信號(hào)輸入端連接，電流轉(zhuǎn)換電壓電路的電壓信號(hào)輸出端與電壓跟隨器的電壓信號(hào)輸入端連接，電壓跟隨器的電壓信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路的模擬信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出端與嵌入式微處理器的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，嵌入式微處理器的數(shù)字信號(hào)輸出端與RS485轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，RS485轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出端與上位機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸入端連接。
[0006]嵌入式微處理器包括數(shù)據(jù)處理電路、數(shù)據(jù)比較電路和參數(shù)設(shè)置電路，數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)字信號(hào)輸入端為嵌入式微處理器的數(shù)字信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)字信號(hào)輸出端為嵌入式微處理器的數(shù)字信號(hào)輸出端，數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)據(jù)處理信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接，參數(shù)設(shè)置電路的參數(shù)設(shè)置信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接。
[0007]所述氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)還包括報(bào)警器，所述報(bào)警器的報(bào)警信號(hào)輸入端與數(shù)據(jù)比較電路的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸出端連接。
[0008]有益效果:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)RS485轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，通過(guò)嵌入式微處理器對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和比較，使系統(tǒng)的電路性能保持穩(wěn)定，進(jìn)而使監(jiān)測(cè)精度提高了 5%以上。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0010]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，它包括氧氣傳感器1、信號(hào)調(diào)理電路2、電流轉(zhuǎn)換電壓電路3、電壓跟隨器4、AD轉(zhuǎn)換電路5、嵌入式微處理器9、RS485轉(zhuǎn)換電路10和上位機(jī)11，所述氧氣傳感器I用于檢測(cè)空氣中氧氣的含量，氧氣傳感器I的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路2的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)調(diào)理電路2的調(diào)理信號(hào)輸出端與電流轉(zhuǎn)換電壓電路3的電流信號(hào)輸入端連接，電流轉(zhuǎn)換電壓電路3的電壓信號(hào)輸出端與電壓跟隨器4的電壓信號(hào)輸入端連接，電壓跟隨器4的電壓信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路5的模擬信號(hào)輸入端連接，AD轉(zhuǎn)換電路5的數(shù)字信號(hào)輸出端與嵌入式微處理器9的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，嵌入式微處理器9的數(shù)字信號(hào)輸出端與RS485轉(zhuǎn)換電路10的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，RS485轉(zhuǎn)換電路10的數(shù)字信號(hào)輸出端與上位機(jī)11的數(shù)字信號(hào)輸入端連接。
[0011]工作原理:氧氣傳感器I用于對(duì)空氣當(dāng)中的氧氣濃度進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)得到的電流信號(hào)傳輸至信號(hào)調(diào)理電路2中，信號(hào)調(diào)理電路2對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，并將調(diào)理后的電流信號(hào)傳輸至電流轉(zhuǎn)換電壓電路3，經(jīng)電流轉(zhuǎn)換電壓電路3處理，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸至電壓跟隨器4，在電壓跟隨器4中，電壓信號(hào)跟隨下一個(gè)輸出阻抗低的電壓信號(hào)傳輸至AD轉(zhuǎn)換電路5，AD轉(zhuǎn)換電路5將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸至嵌入式微處理器9中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，將分析和處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)RS485轉(zhuǎn)換電路10傳輸至上位機(jī)11。
[0012]本實(shí)施方式中所述的氧氣傳感器I是根據(jù)電化學(xué)原電池的原理進(jìn)行工作的，利用氧氣在原電池中陰極上的電化學(xué)還原和陽(yáng)極的氧化過(guò)程，產(chǎn)生電流，通過(guò)測(cè)定電流的大小就可以確定氧氣的濃度，實(shí)現(xiàn)了降低系統(tǒng)的功耗的目的。
[0013]本實(shí)施方式中所述的信號(hào)調(diào)理電路2具有電源反極性保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和非線性補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，能夠加強(qiáng)線性?xún)?yōu)化，使得本發(fā)明在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性得到提高，同時(shí)，信號(hào)調(diào)理電路2能夠?qū)⒀鯕鈧鞲衅鱅輸出的小電流信號(hào)調(diào)理為4-20mA的電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了提高本發(fā)明的監(jiān)測(cè)精度的目的。
[0014]本實(shí)施方式中，RS485轉(zhuǎn)換電路10采用M0DBUS-RTU協(xié)議使數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)中，使系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸更加穩(wěn)定和可靠。
[0015]【具體實(shí)施方式】二、結(jié)合圖1說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述嵌入式微處理器9包括數(shù)據(jù)處理電路6、數(shù)據(jù)比較電路7和參數(shù)設(shè)置電路8，數(shù)據(jù)處理電路6的數(shù)字信號(hào)輸入端為嵌入式微處理器9的數(shù)字信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)處理電路6的數(shù)字信號(hào)輸出端為嵌入式微處理器9的數(shù)字信號(hào)輸出端，數(shù)據(jù)處理電路6的數(shù)據(jù)處理信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路7的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接，參數(shù)設(shè)置電路8的參數(shù)設(shè)置信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路7的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接。
[0016]本實(shí)施方式中所述的嵌入式微處理器9米用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)yCOS-1I,通過(guò)該實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
[0017]本實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理電路6將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)比較電路7中，將處理后的數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)比較電路7中進(jìn)行比較，以監(jiān)測(cè)氧氣濃度是否正常。
[0018]【具體實(shí)施方式】三、結(jié)合圖1說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】二所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括報(bào)警器12，所述報(bào)警器12的報(bào)警信號(hào)輸入端與數(shù)據(jù)比較電路7的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸出端連接。
[0019]本實(shí)施方式中，通過(guò)裝設(shè)報(bào)警器12，當(dāng)氧氣濃度不正常時(shí)，能夠使報(bào)警器12進(jìn)行報(bào)警，以便使技術(shù)人員及時(shí)采取相應(yīng)措施。
[0020]【具體實(shí)施方式】四、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】三所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警器12為發(fā)光報(bào)警器或蜂鳴器。
[0021]本發(fā)明適用于搶險(xiǎn)、冶金、電廠、化工、礦井發(fā)生隧道、坑道、地下管線等場(chǎng)所，防止工作人員在缺氧或富氧的環(huán)境下造成中毒事件的發(fā)生。
[0022]本發(fā)明對(duì)氧氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的量程為氧氣濃度占空氣濃度的0_30%，監(jiān)測(cè)壽命為2-3年，監(jiān)測(cè)靈敏度為0.15±0.05mA，監(jiān)測(cè)溫度范圍為-20°C _+50°C，監(jiān)測(cè)壓力范圍為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的±10%，監(jiān)測(cè)的響應(yīng)時(shí)間小于或等于15s。
【權(quán)利要求】
1.一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，它包括氧氣傳感器(I)、信號(hào)調(diào)理電路(2 )、電流轉(zhuǎn)換電壓電路(3 )、電壓跟隨器(4 )、AD轉(zhuǎn)換電路(5 )、嵌入式微處理器(9 )、RS485轉(zhuǎn)換電路(10)和上位機(jī)(11)，所述氧氣傳感器(I)用于檢測(cè)空氣中氧氣的含量，氧氣傳感器(I)的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路(2)的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)調(diào)理電路(2)的調(diào)理信號(hào)輸出端與電流轉(zhuǎn)換電壓電路(3)的電流信號(hào)輸入端連接，電流轉(zhuǎn)換電壓電路(3)的電壓信號(hào)輸出端與電壓跟隨器(4)的電壓信號(hào)輸入端連接，電壓跟隨器(4)的電壓信號(hào)輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路(5)的模擬信號(hào)輸入端連接,AD轉(zhuǎn)換電路(5)的數(shù)字信號(hào)輸出端與嵌入式微處理器(9)的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，嵌入式微處理器(9)的數(shù)字信號(hào)輸出端與RS485轉(zhuǎn)換電路(10)的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，RS485轉(zhuǎn)換電路(10)的數(shù)字信號(hào)輸出端與上位機(jī)(11)的數(shù)字信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式微處理器(9)包括數(shù)據(jù)處理電路(6)、數(shù)據(jù)比較電路(7)和參數(shù)設(shè)置電路(8)，數(shù)據(jù)處理電路(6)的數(shù)字信號(hào)輸入端為嵌入式微處理器(9)的數(shù)字信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)處理電路(6)的數(shù)字信號(hào)輸出端為嵌入式微處理器(9)的數(shù)字信號(hào)輸出端，數(shù)據(jù)處理電路(6)的數(shù)據(jù)處理信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路(7)的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接，參數(shù)設(shè)置電路(8)的參數(shù)設(shè)置信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)比較電路(7)的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，它還包括報(bào)警器(12)，所述報(bào)警器(12)的報(bào)警信號(hào)輸入端與數(shù)據(jù)比較電路(7)的數(shù)據(jù)比較信號(hào)輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氧氣濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警器(12)為發(fā)光報(bào)警器或蜂鳴器。
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK103454324SQ201310459519
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】岳桓宇, 張凌志 申請(qǐng)人:哈爾濱海外電氣系統(tǒng)工程總包有限公司