氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng);特別設(shè)及一種氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)調(diào)理板。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱為CEMS系統(tǒng)）。目前，市場(chǎng)上的CEMS系統(tǒng)均為集成系 統(tǒng)。分別由3、4個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)相應(yīng)的污染物參數(shù)，然后，將各個(gè)參數(shù)統(tǒng)一傳輸?shù)焦た貦C(jī)的監(jiān) 測(cè)軟件上進(jìn)行顯示。
[0003] 由于各個(gè)傳感器的生產(chǎn)廠家均不同，傳輸?shù)男盘?hào)模式也不同，因此，很多廠家均采 用信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)一功能，而且，轉(zhuǎn)換模塊的功能很單一，所W，就要用到多個(gè)不同 類型的轉(zhuǎn)換模塊，例如，進(jìn)行相應(yīng)的V/I、I/V轉(zhuǎn)換、隔離輸出等，作為板卡與外圍設(shè)備的轉(zhuǎn)接 橋梁，完成輸入/輸出的控制工作在信號(hào)傳輸時(shí)需要做很多復(fù)雜的調(diào)試工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服已有技術(shù)缺陷，提供一種多組模擬信號(hào) 和數(shù)字信號(hào)同時(shí)輸入和輸出，并且不產(chǎn)生相互干擾的數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換信號(hào)調(diào)理板。
[0005] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理板，包括，模擬信 號(hào)通道輸入電路、數(shù)字信號(hào)通道輸入電路、輸入模擬信號(hào)整形電路、輸入數(shù)字信號(hào)整形電 路、模擬信號(hào)通道輸出電路、數(shù)字信號(hào)通道輸出電路和電源電路單元，所述的模擬信號(hào)通道 輸入電路通過(guò)輸入模擬信號(hào)整形電路與模擬信號(hào)通道輸出電路電連接;數(shù)字信號(hào)通道輸入 電路通過(guò)輸入數(shù)字信號(hào)整形電路與數(shù)字信號(hào)通道輸出電路電連接，電源電路單元為上述各 電路提供電力。
[0006] 所述模擬信號(hào)通道輸入電路10有18路，
[0007] 其中，模擬信號(hào)輸入通道輸入電壓為1--5至10V的，有2路，通過(guò)參考端設(shè)置其輸 出，
[000引模擬信號(hào)輸入通道輸入電流為4--20mA的，有16路，
[0009] 模擬信號(hào)通道輸出電路50有18路，
[0010] 其中，模擬信號(hào)輸出通道輸出電壓為4--20mA的，有2路，
[0011] 模擬信號(hào)輸出通道輸出電壓為1--5V的，有16路；
[0012] 數(shù)字信號(hào)通道輸入電路20和數(shù)字信號(hào)通道輸出電路60分別各有16路，數(shù)字信號(hào)通 道輸入和輸出電壓均為0或5V;所述輸入模擬信號(hào)整形電路30包括，輸入模擬信號(hào)濾波電路 和輸入模擬信號(hào)電壓跟隨電路，輸入模擬信號(hào)經(jīng)所述輸入模擬信號(hào)濾波電路，再通過(guò)輸入 模擬信號(hào)電壓跟隨電路后輸出；所述輸入數(shù)字信號(hào)整形電路40包括，數(shù)字信號(hào)指示電路和 數(shù)字信號(hào)與輸出隔離電路;輸入的數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述數(shù)字信號(hào)指示電路和數(shù)字信號(hào)與輸出隔 離電路后，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)完全隔離，數(shù)字信號(hào)通道輸出電路60由數(shù)字信號(hào)輸出繼電 器電路構(gòu)成;所述電源電路單元70提供的電壓分別為±12V和24V;輸出的數(shù)字信號(hào)地線與 模擬信號(hào)地線之間采用ο Ω電阻相連接。
[0013] 所述輸出隔離電路采用的集成電路為光電禪合器，型號(hào)是化Ρ521-4;所述數(shù)字信 號(hào)輸出繼電器電路中的二極管D17為續(xù)流二極管，型號(hào)是1Ν4007,輸出繼電器的型號(hào)是 HRS4H-12V〇
[0014] 本調(diào)理板還設(shè)置有輸入/輸出接口端子(J0-J9)，可分別與調(diào)理板外部的板卡相互 連接;其中，輸入/輸出接口端子(J0-J4)采用20PIN接線端子彎座，輸入/輸出接口端子(J6) 采用DB68的高速數(shù)據(jù)線連接座，輸入/輸出接口端子〇5、17、於和19)采用可直接連接導(dǎo)線 的接線端子座。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果是，通過(guò)采用將輸入的數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換集成到 一起，和充分的隔離抗干擾的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)多組模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的同時(shí)輸入和輸出， 不產(chǎn)生相互干擾;并且能夠直接配合計(jì)算機(jī)板卡使用，在計(jì)算機(jī)板卡的測(cè)試驅(qū)動(dòng)軟件上，能 夠直接觀察輸入信號(hào)和控制輸出信號(hào)，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型電路組成的方框示意圖；
[0017] 圖2是本實(shí)用新型的輸入模擬信號(hào)整形電路(16路）；
[0018] 圖3是本實(shí)用新型數(shù)字通道的數(shù)字信號(hào)指示電路(16路）；
[0019] 圖4是本實(shí)用新型數(shù)字通道的繼電器輸出選擇跳線端子圖（6路）；
[0020] 圖5是本實(shí)用新型數(shù)字通道的數(shù)字信號(hào)與輸出隔離電路(16路）；
[0021 ]圖6是本實(shí)用新型數(shù)字通道的數(shù)字信號(hào)輸出繼電器電路(16路）；
[0022] 圖7是本實(shí)用新型參考模擬信號(hào)通道輸出的1個(gè)通道的原理圖（2路）；
[0023] 圖8是本實(shí)用新型的電源電路單元供電指示電路的原理圖；
[0024] 圖9是本實(shí)用新型模擬信號(hào)通道輸出的每個(gè)通道運(yùn)放的供電設(shè)置的電容濾波處理 電路；
[0025] 圖10是本實(shí)用新型的電源供電濾波電路的原理圖；
[00%]圖11是本實(shí)用新型調(diào)理板的布局圖。
[0027] 圖中；
[0028] 10、模擬信號(hào)通道輸入電路20、數(shù)字信號(hào)通道輸入電路
[0029] 30、輸入模擬信號(hào)整形電路40、輸入數(shù)字信號(hào)整形電路
[0030] 50、模擬信號(hào)通道輸出電路60、數(shù)字信號(hào)通道輸出電路
[0031] 70、電源電路單元。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0033] 圖1是本實(shí)用新型電路組成的方框示意圖；如圖1所示，本實(shí)用新型一種氣體監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理板，包括，模擬信號(hào)通道輸入電路10、數(shù)字信號(hào)通道輸入電路20、輸入模擬 信號(hào)整形電路30、輸入數(shù)字信號(hào)整形電路40、模擬信號(hào)通道輸出電路50、數(shù)字信號(hào)通道輸出 電路60和電源電路單元70,所述的模擬信號(hào)通道輸入電路10通過(guò)輸入模擬信號(hào)整形電路30 與模擬信號(hào)通道輸出電路50電連接;數(shù)字信號(hào)通道輸入電路20通過(guò)輸入數(shù)字信號(hào)整形電路 40與數(shù)字信號(hào)通道輸出電路60電連接，電源電路單元70為上述各電路提供電力。
[0034] 所述模擬信號(hào)通道輸入電路10有18路，
[0035] 其中，參考模擬信號(hào)輸入通道輸入電壓為1--5V至10V的，有2路，
[0036] 模擬信號(hào)輸入通道輸入電流為4--20mA的，有16路，
[0037] 模擬信號(hào)通道輸出電路50有18路，
[0038] 其中，參考模擬信號(hào)輸出通道輸出電壓為1 --5V至10V的，有2路，
[0039] 模擬信號(hào)輸出通道輸出電壓為1 --5V的，有16路；
[0040] 數(shù)字信號(hào)通道輸入電路20和數(shù)字信號(hào)通道輸出電路60分別各有16路，數(shù)字信號(hào)通 道輸入和輸出電壓均為0或5V;所述輸入模擬信號(hào)整形電路30包括，輸入模擬信號(hào)濾波電路 和輸入模擬信號(hào)電壓跟隨電路，輸入模擬信號(hào)經(jīng)所述輸入模擬信號(hào)濾波電路，再通過(guò)輸入 模擬信號(hào)電壓跟隨電路后具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力;所述輸入數(shù)字信號(hào)整形電路40包括，數(shù) 字信號(hào)指示電路和數(shù)字信號(hào)與輸出隔離電路，輸入的數(shù)字信號(hào)經(jīng)所述數(shù)字信號(hào)指示電路和 數(shù)字信號(hào)與輸出隔離電路后，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的完全隔離，在通過(guò)由數(shù)字信號(hào)輸 出繼電器電路構(gòu)成的數(shù)字信號(hào)通道輸出電路60后具有較強(qiáng)的抗干擾性;所述電源電路單元 70提供的電壓分別為12V，-12V和24V;輸出的數(shù)字信號(hào)地線與模擬信號(hào)地線之間采用0Ω電 阻相連接，有效降低了共地干擾。
[0041] 所述輸出隔離電路采用的集成電路為光電禪合器，型號(hào)是化P521-4;所述數(shù)字信 號(hào)輸出繼電器電路中的二極管D17為繼電器的續(xù)流二極管，型號(hào)是1N4007,輸出繼電器的型 號(hào)是 HRS4H - 12V。
[0042] 本實(shí)用新型調(diào)理板還設(shè)置有輸入/輸出接口端子(J0-J9)，可分別與調(diào)理板外部的 板卡相互連接;其中，輸入/輸出接口端子(J0-J4)采用20PIN接線端子彎座，輸入/輸出接口 端子(J6)采用DB68的高速數(shù)據(jù)線連接座，輸入/輸出接口端子〇5、17、扔和19)采用可直接 連接導(dǎo)線的接線端子座。
[0043] 圖2是本實(shí)用新型的輸入模擬信號(hào)整形電路（16路）；如圖2所示，在信號(hào)輸入端采 用二極管D1(型號(hào)4736)來(lái)進(jìn)行穩(wěn)壓，可W保證輸出的信號(hào)電壓符合要求，而不會(huì)燒毀外部 板卡數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路的A/D部分。輸入信號(hào)10+通過(guò)電阻R17和電容C1，輸入信號(hào)I 1 +通過(guò)電 阻R18和電容C2分別組成的RC低通網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行對(duì)輸入電流模擬信號(hào)的電壓跟隨和濾波，左 側(cè)的可調(diào)電阻R1和右側(cè)的可調(diào)電阻R2為轉(zhuǎn)換電壓所用的可調(diào)電位器，通過(guò)調(diào)整電位器的阻 值，可W得到相應(yīng)的電壓信號(hào)U1A和U1B，集成電路U1采用線性放大器LM358作為電壓輸出的 跟隨器，W提高模擬信號(hào)輸出的帶負(fù)載能力，其輸出可W通過(guò)輸入/輸出接口端子(J0-J4) 直接接駁外部的A/D轉(zhuǎn)換卡等，解決了 A/D轉(zhuǎn)換前用RC濾波不穩(wěn)定的問(wèn)題，供外部的工控機(jī) 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，本電路主要應(yīng)用于4--20毫安的信號(hào)采集端，使其轉(zhuǎn)換為1--5V電壓。
[0044] 圖11是本實(shí)用新型調(diào)理板的布局圖；如圖11所示，通過(guò)模擬電壓輸出參考端，可W 進(jìn)行輸出電壓的調(diào)節(jié)，如，調(diào)理板布局圖的J7端子，可W對(duì)S02、N0(N0X)的板卡輸出的信號(hào) 進(jìn)行輸出設(shè)