一种甲烷传感器制造技术

本实用新型专利技术提供的一种甲烷传感器，包括传感器探头、运放电路、控制电路和电源电路，电源电路包括电源接口电路、电压转换电路和稳压电路；传感器探头的信号输出端通过运放电路与控制电路的输入端电连接；运放电路的第一反相输入端与控制电路的输出端电连接，运放电路第一同相输入端与稳压电路的输出端电连接，运放电路的电压输出端与传感器探头的电源端电连接；电源接口电路的输出端通过电压转换电路与稳压电路的输入端电连接，稳压电路的基准电压输出端与控制电路的电压信号采集端电连接；控制电路的断电信号输出端与电源接口电路的输入端电连接;本实用新型专利技术具有能够有效提高采集精度、安全性较高的有益效果，适用于煤矿安全监测领域。测领域。测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷传感器


[0001]本技术涉及煤矿安全监测的
，具体涉及一种甲烷传感器。

技术介绍

[0002]随着矿井井下开采范围的不断扩大和延伸，井下环境也变得越来越复杂，尤其是存在的易燃易爆气体，容易引发爆炸事故，不仅会造成了巨大的经济及人员损失，也对环境造成了极大的污染。
[0003]在易燃易爆气体中，甲烷的分布最为广泛，甲烷是最简单的有机物，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气等的主要成分；甲烷无色无臭，只有通过灵敏可靠的检测仪器才能够进行检测。
[0004]甲烷传感器能在甲烷浓度超限时自动报警来避免事故的发生，现有的甲烷传感器，由于安装在井下，容易受供电电源不稳定因素的影响，导致甲烷浓度监测数据差生误差，给矿井的安全生产造成危害。

技术实现思路

[0005]针对相关技术中存在的不足，本技术所要解决的技术问题在于：提供一种能够有效提高采集精度、安全性较高的的甲烷传感器。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0007]一种甲烷传感器，包括传感器探头、运放电路、控制电路和电源电路，所述电源电路包括：电源接口电路、电压转换电路和稳压电路；
[0008]所述传感器探头采集甲烷浓度，其信号输出端通过运放电路与控制电路的输入端电连接；所述运放电路的第一反相输入端与控制电路的输出端电连接，所述运放电路第一同相输入端与稳压电路的输出端电连接，所述运放电路的电压输出端与传感器探头的电源端电连接；
[0009]所述电源接口电路的输入端与供电电源电连接，所述电源接口电路的输出端与电压转换电路的输入端电连接，所述电压转换电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，所述稳压电路的基准电压输出端与控制电路的电压信号采集端电连接；所述控制电路的断电信号输出端与电源接口电路的输入端电连接；
[0010]所述电压转换电路输出+5V电压为稳压电路、运放电路、控制电路的+5V电源端提供电源供给，所述电源接口电路输出+12V电压为运放电路、电压转换电路的+12V电源端提供电源供给。
[0011]优选地，还包括：显示电路、通讯电路、红外信号接收电路和报警电路；
[0012]所述红外信号接收电路的输出端与控制电路的输入端电连接；所述控制电路的输出端分别与报警电路的输入端、显示电路的输入端电连接，所述控制电路与通讯电路双向连接；
[0013]所述电压转换电路输出+5V电压为显示电路、通讯电路、报警电路和红外信号接收
电路的+5V电源端提供电源供给，所述电源接口电路输出+12V电压为报警电路的+12V电源端提供电源供给。
[0014]优选地，所述运放电路包括：运放芯片U4、运放芯片U8和接线端子J2; 所述控制电路包括控制芯片U1；
[0015]所述运放芯片U4的4IN+引脚并接运放芯片U4的3IN+、电阻R111的一端、电容C13的一端后与接线端子J2的引脚2相连，所述接线端子J2的引脚2与传感器探头的信号输出端CH4S相连，所述电阻R111的另一端并接电容C13的另一端后接地，所述运放芯片U4的4IN
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引脚并接运放芯片U4的4OUT引脚后与电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端并接电容C14的一端后与控制芯片U1的信号输入引脚P1.1相连；所述运放芯片U4的3IN
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引脚并接电阻R17的一端后与电阻R16的一端相连，所述电阻R17的另一端分别与运放芯片U4的3OUT引脚、电阻R18的一端相连，所述电阻R18的另一端并接电阻R19的一端后与运放芯片U4的2IN+引脚相连，所述电阻R16的另一端并接电阻R15的一端后与运放芯片U4的1IN
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引脚相连，所述电阻R15的另一端并接电阻R20的一端后与运放芯片U4的1OUT引脚相连，所述电阻R20的另一端并接电阻R21的一端、运放芯片U4的2IN
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引脚相连，所述电阻R21的另一端并接电阻R22的一端后与运放芯片U4的2OUT
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引脚相连，所述电阻R22的另一端并接电容C12的一端后与控制芯片U1的信号输入引脚P1.2相连，所述电容C12的另一端、电阻R19的另一端均接地，所述运放芯片U4的VCC引脚与+5V电源端相连；所述二极管D3的正极为运放电路的第一反相输入端相连；所述运放芯片U8的1IN+引脚为运放电路第一同相输入端相连；
[0016]所述接线端子J2的引脚1串接电阻R13后与电阻R14的一端、运放芯片U9的1IN+引脚、电阻R26的一端、电阻R24的一端、电阻R25的一端、电阻R23的一端相连，所述电阻R14的另一端接地，所述电阻R26的另一端、电阻R24的另一端、电阻R25的另一端、电阻R23的另一端分别对应的与控制芯片U1的输出引脚P0.3、输出端P0.2、输出端P0.1、输出端P0.0相连；
[0017]所述运放芯片U8的VCC引脚与+12V电源端相连，所述运放芯片U8的1OUT引脚与三极管Q6的基极相连，所述三极管Q6的基极与+5V电源端相连，所述三极管Q6的发射极并接电容C6的一端、电阻R8的一端、电容C5的一端后与接线端子J2的引脚1相连，所述接线端子J2的引脚1与传感器探头的电源端CH4+相连；所述电阻R8的另一端并接电容C6的另一端、电阻R9的另一端后与运放芯片U8的1IN
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引脚、二极管D3的负极相连，所述二极管D3的正极与控制芯片U1的输出引脚P3.5相连，所述运放芯片U8的1IN+引脚与稳压电路的输出端LM358_OUT电连接。
[0018]优选地，所述电源接口电路包括接线端子J1，所述电压转换电路包括电压转换芯片U3，所述稳压电路包括：稳压芯片U2;
[0019]所述接线端子J1的引脚1串接二极管D1后与+12V电源端、电容C1的一端均相连，所述电容C1的另一端并接接线端子J1的引脚2后接地，所述接线端子J1的引脚3并接电阻R38的一端后与发光二极管LED1的负极相连，所述发光二极管LED1的正极串接电阻R37后与三极管Q5的集电极相连，所述三极管Q5的发射极串接电阻R34后与二极管D6的正极、+12V电源端均相连，所述二极管D6的负极并接电阻R35的一端后三极管Q5的基极相连，所述电阻R35的另一端与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极并接电阻R36的一端、电阻R33的一端，所述电阻R33的另一端与控制芯片U1的断电信号输出引脚P3.3相连；所述电阻R38的另一端、电阻R36的另一端、三极管Q4的发射极均接地；
[0020]所述电压转换芯片U3的DC引脚并接电压转换芯片U3的ID引脚、电压转换芯片U3的SC引脚后与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端分别与+12V电源端、电压转换芯片U3的VCC引脚相连，所述电压转换芯片U3的CII引脚分别与电阻R3的一端、电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的一端后与+5V电源端相连，所述电压转换芯片U3的TC引脚串接电容C3后接地，所述电压转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲烷传感器，其特征在于：包括传感器探头（1）、运放电路（2）、控制电路（3）和电源电路（4），所述电源电路（4）包括：电源接口电路（5）、电压转换电路（6）和稳压电路（7）；所述传感器探头（1）采集甲烷浓度，其信号输出端通过运放电路（2）与控制电路（3）的输入端电连接；所述运放电路（2）的第一反相输入端与控制电路（3）的输出端电连接，所述运放电路（2）第一同相输入端与稳压电路（7）的输出端电连接，所述运放电路（2）的电压输出端与传感器探头（1）的电源端电连接；所述电源接口电路（5）的输入端与供电电源电连接，所述电源接口电路（5）的输出端与电压转换电路（6）的输入端电连接，所述电压转换电路（6）的输出端与稳压电路（7）的输入端电连接，所述稳压电路（7）的基准电压输出端与控制电路（3）的电压信号采集端电连接；所述控制电路（3）的断电信号输出端与电源接口电路（5）的输入端电连接；所述电压转换电路（6）输出+5V电压为稳压电路（7）、运放电路（2）、控制电路（3）的+5V电源端提供电源供给，所述电源接口电路（5）输出+12V电压为运放电路（2）、电压转换电路（6）的+12V电源端提供电源供给。2.根据权利要求1所述的一种甲烷传感器，其特征在于：还包括：显示电路（8）、通讯电路（9）、红外信号接收电路（10）和报警电路（11）；所述红外信号接收电路（10）的输出端与控制电路（3）的输入端电连接；所述控制电路（3）的输出端分别与报警电路（11）的输入端、显示电路（8）的输入端电连接，所述控制电路（3）与通讯电路（9）双向连接；所述电压转换电路（6）输出+5V电压为显示电路（8）、通讯电路（9）、报警电路（11）和红外信号接收电路（10）的+5V电源端提供电源供给，所述电源接口电路（5）输出+12V电压为报警电路（11）的+12V电源端提供电源供给。3.根据权利要求2所述的一种甲烷传感器，其特征在于：所述运放电路（2）包括：运放芯片U4、运放芯片U8和接线端子J2; 所述控制电路（3）包括控制芯片U1；所述运放芯片U4的4IN+引脚并接运放芯片U4的3IN+、电阻R111的一端、电容C13的一端后与接线端子J2的引脚2相连，所述接线端子J2的引脚2与传感器探头（1）的信号输出端CH4S相连，所述电阻R111的另一端并接电容C13的另一端后接地，所述运放芯片U4的4IN
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引脚并接运放芯片U4的4OUT引脚后与电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端并接电容C14的一端后与控制芯片U1的信号输入引脚P1.1相连；所述运放芯片U4的3IN
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引脚并接电阻R17的一端后与电阻R16的一端相连，所述电阻R17的另一端分别与运放芯片U4的3OUT引脚、电阻R18的一端相连，所述电阻R18的另一端并接电阻R19的一端后与运放芯片U4的2IN+引脚相连，所述电阻R16的另一端并接电阻R15的一端后与运放芯片U4的1IN
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引脚相连，所述电阻R15的另一端并接电阻R20的一端后与运放芯片U4的1OUT引脚相连，所述电阻R20的另一端并接电阻R21的一端、运放芯片U4的2IN
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引脚相连，所述电阻R21的另一端并接电阻R22的一端后与运放芯片U4的2OUT
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引脚相连，所述电阻R22的另一端并接电容C12的一端后与控制芯片U1的信号输入引脚P1.2相连，所述电容C12的另一端、电阻R19的另一端均接地，所述运放芯片U4的VCC引脚与+5V电源端相连；二极管D3的正极与运放电路（2）的第一反相输入端相连；所述运放芯片U8的1IN+引脚与运放电路（2）第一同相输入端相连；所述接线端子J2的引脚1串接电阻R13后与电阻R14的一端、运放芯片U9的1IN+引脚、电阻R26的一端、电阻R24的一端、电阻R25的一端、电阻R23的一端相连，所述电阻R14的另一端
接地，所述电阻R26的另一端、电阻R24的另一端、电阻R25的另一端、电阻R23的另一端分别对应的与控制芯片U1的输出引脚P0.3、输出端P0.2、输出端P0.1、输出端P0.0相连；所述运放芯片U8的VCC引脚与+12V电源端相连，所述运放芯片U8的1OUT引脚与三极管Q6的基极相连，所述三极管Q6的基极与+5V电源端相连，所述三极管Q6的发射极并接电容C6的一端、电阻R8的一端、电容C5的一端后与接线端子J2的引脚1相连，所述接线端子J2的引脚1与传感器探头（1）的电源端CH4+相连；所述电阻R8的另一端并接电容C6的另一端、电阻R9的另一端后与运放芯片U8的1IN
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引脚、二极管D3的负极相连，所述二极管D3的正极与控制芯片U1的输出引脚P3.5相连，所述运放芯片U8的1IN+引脚与稳压电路（7）的输出端LM358_OUT电连接。4.根据权利要求3所述的一种甲烷传感器，其特征在于：所述电源接口电路（5）包括接线端子J1，所述电压转换电路（6）包括电压转换芯片U3，所述稳压电路（7）包括：稳压芯片U2;所述接线端子J1的引脚1串接二极管D1后与+12V电源端、电容C1的一端均相连，所述电容C1的另一端并接接线端子J1的引脚2后接地，所述接线端子J1的引脚3并接电阻R38的一端后与发光二极管LED1的负极相连，所述发光二极管LED1的正极串接电阻R37后与三极管Q5的集电极相连，所述三极管Q5的发射极串接电阻R34后与二极管D6的正极、+12V电源端均相连，所述二极管D6的负极并接电阻R35的一端后三极管Q5的基极相连，所述电阻R35的另一端与三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的发射极并接电阻R36的一端、电阻R33的一端，所述电阻R33的另一端与控制芯片U1的断电信号输出引脚P3.3相连；所述电阻R38的另一端、电阻R36的另一端、三极管Q4的发射极均接地；所述电压转换芯片U3的DC引脚并接电压转换芯片U3的ID引脚、电压转换芯片U3的SC引脚后与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端分别与+12V电源端、电压转换芯片U3的VCC引脚相连，所述电压转换芯片U3...

【专利技术属性】
技术研发人员：董磊，
申请(专利权)人：山西运创自动化系统有限公司，
类型：新型
国别省市：