气体探测仪制造技术

一种气体探测仪，用传感器探测待试气体浓度其特征是：整个探测仪置于２１×１６×１０立方厘米的ＮＥＭＡ１２粉涂钢盒内，钢盒顶盖可开启，钢盒上端连一打孔接柱，可供悬挂，下端用４个螺栓连一１２×６．５×４．８立方厘米的传感器金属匣，本探测仪主要由五部分组成：整流电源部份，进气变换部分，控制处理部份输出显示部分，置数调试部分，（ａ）电源变压器用螺栓固定在主机板上，而主机板则用４个螺栓固定在铜盒底部的４个立柱上，用串接，并接和跨接的不同导线焊接来实现外部电源为２２０Ｖ，１１０Ｖ或２４Ｖ的不同情况（ｂ）待测气体通过伟感器金属匣的气孔弥漫入传感器内，这里使用ＣＩＴＩＣｅＬ传感器，为一薄膜覆盖的立式筒形容器，不同气体传感器的尺寸也不同，氧气传感器４０×（２）的高度为１６．６毫米，底部直径为２０．４毫米，流量为每分钟４００ｍｌｓ，底部３个腿高４．３毫米，分别为正，负输出和固定，输出极须用金属粉剂粘接在感应器板插孔内，传感器输出讯号由电缆穿过钢盒下端孔洞连到主板的接线柱，（ｃ）控制部分使用Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司生产的ＭＣ６８ＨＣ９０８ＧＴ１６单片机，其中央处理器为ＣＰＵ０８，采用４２脚双排直插的封装焊在主机板上，输出时序脉冲通过中继电路控制在主机板最下端的Ｏｍｒｏｎ公司生产的微型继电器（ｄ）焊于主机板中问间的显示器和光电管通过钢盒顶盖的槽孔对外显示输出电压和相应颜色，（ｅ）焊于显示器，光电管下方的１６位键盘输入，则用于时间，日期、身份设定及调试。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Gas detector

A gas detector, using the sensor to detect the gas concentration to be tested is characterized in that the detector is placed on the 21 x 16 x 10 cubic centimeter NEMA12 powder coated steel box, steel box cover can be opened, steel box at the upper end of a perforated pole for hanging lower, with 4 bolts with a 12 x 6.5 x 4.8 cubic centimeters of sensor metal box, the detector is mainly composed of five parts: rectifier part, air inlet part, control part of the output display part, set the number of debugging part (a) power transformer is fixed on the main board by bolts, and the main board with 4 bolts in the 4 column of copper box at the bottom, with the series, to achieve external 220V power supply for different welding wire and connected and jumper, different 110V or 24V (b) gas to be measured Hole through the sensor into the sensor in the metal box filled here, using a CITICeL sensor, is a vertical cylindrical vessel with a thin film, gas sensor size is different, the oxygen sensor of 40 * (2) the height of 16.6 mm, the bottom diameter of 20.4 mm, the flow rate is 400mls per minute, at the bottom of the 3 a leg 4.3 mm high, were positive, negative and fixed output, the output pole must be used in metal powder bonding plate located inside the sensor, sensor output signal from the cable through holes connected to the lower end of the box steel terminal board (c), the control part of the use of Motorola company's MC68HC908GT16 microcontroller, the central processor is CPU08. The 42 foot double dip packages to the motherboard. Output timing pulse control, micro relay production in the lower end of the main board of Omron company through the relay circuit (d) is welded on the display and the host asked the photoelectric board through holes of steel box top foreign display output voltage and the corresponding color (E) welded on the display, the keyboard input 16 photoelectric tube below then, for the time, date, setting and debugging status.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种指示周边气体浓度的测试装置，尤其是能识别安全气体浓度和危险气体浓度，提供三级预警显示的探测仪。
技术介绍
目前，一般所用的探测仪是由测试触头(或传感器)，单片机，A/D转换器，显示电路或警报器，更简单一点的，连显示部分也没有，输出电压达到临界水平，便触动警报器。这些常用探测仪的关键问题是传感器不能达到线性输出，也即，输出的模拟电压和输入的气体浓度之间不存在严格的线性关系；单片机振荡器的选择不严格，振荡电路的配置不完善，从而所产生的机器周期的占空比不能精确控制继电器的开关，出了问题又不能在线编程，随时擦改程序；继电器的选择不当，其开关的时间滞后，这些问题造成目前一般的探测仪器不能真正鉴别安全的气体浓度和危险的气体浓度，给精确报警造成困难，容易造成错误判断。
技术实现思路
为了克服现有的一般探测仪不能区分危险的气体浓度和安全的气体浓度的不足，解决一般探测仪有警不报，报而非警的粗糙设计和质量问题，本技术提供一种探测仪，该探测仪不仅能区分危险的气体浓度和安全的气体浓度，而且能精确显示，三级预警，即时启动警报装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是1)无论是氧气，有毒气体还是易燃气体，都要保证特定气体传感器的输出线性模拟电压，也就是说，要保证输出讯号对应气体浓度以及对应环境温度的关系几乎线性，说明书附图3给出了氧气的输出讯号和输入气体浓度之间的线性关系，实际测检线和理论S曲线几乎吻合，只有采用这样的传感器，才能保证显示器上显示精确的气体浓度，对于微弱的原始被检测信号，必须经过放大与滤波等预处理，本技术采用多级运算放大器配合有源滤波器等模拟电路来实现，以提高系统测量和控制的精度。2)本技术对于时钟电路，采用了锁相环技术，这样，本系统时钟不仅可以由外部晶振的分频得到，还可以由内部锁相环频率合成器PLL提供，根据时钟监控，可以从±25％的精度一直达到细部±4％的精度。锁相环电路包括压控振荡器/参考分频器/频率预定标/VCD频率分频器/鉴相器/环路滤波器/锁定检测器，它可以在使用外接32KHz晶振的情况下，通过软件编程得到多种总线时钟频率，最高频率可达8MHz。在没有锁相环电路的微控制器应用系统中，晶振频率是最高的时钟频率，由于电路工作频率高，通常都有几兆甚至几十兆，其振荡器实际上是一个很大的干扰源。在系统设计，线路板布局时切须仔细考虑，光采用Protel软件包自动布线是不行的，必须采用局部手动布线以及有效的滤波电路等各种方法降低晶振电路对外界的干扰。而采用锁相环频率发生器作为微控制器时钟源后，由于可采用32KHz的低频晶振，比起通常使用的数兆赫兹以上外接高频晶振来说，大大降低了微控制器系统晶振电路的电磁干扰，提高了应用系统的可靠性，此即本探测仪的极大优越，同时由于锁相环频率合成器的输出频率可用软件设定修改，为用户具体需要提供了更大灵活性。锁相环外部电路设计还须注意几个问题a、PLL外部滤波电容器引脚CGMXFC，该脚连接一个外接滤波网络，为芯片内部的锁相环电路提供误差电平。b、PLL电路电源引脚VDDA，该引脚应该和VDD引脚连接到同一电源，并连接1μf和.01μf的滤波电容，同时尽量靠近芯片。c、PLL电路电源地引脚VssA，该引脚连接到系统地线，引线须宽而短。d、时钟电路的外接器件都用地线相围，晶体采用卧式安装，滤波网络尽量靠近微控制器，用最短连线连接。3)微控制器在运行过程中会受到各种外部干扰，在干扰严重的环境下甚至无法稳定工作，其主要原因之一是程序指针PC寄存器内容出错。PC一旦指向操作数地址，CPU则将该操作数当作操作码，出现系统操作错误，特别是当这个操作数恰好与转移指令的操作码相同时，PC指针将发生错误转移，最终导致微控制器陷入“死循环”，只能通过人工复位才可恢复正常。为了解决这种系统操作错误而导致的后果，本设计除内置看门狗之外，加上一个独立运行的计数器(DS1232)，让它发挥实时监视系统的作用，该计数器产生溢出时就会使系统复位，以提高系统的运行可靠性，我们称此计数器为COP，这时COP的作用在于尽早停止微控制器在混乱状态下运行，但对于控制应用或需要累计历史数据的场合，本设计设置COP自己的程序入口，浓度尽可能恢复复位前的运行现场，减少软件故障造成的损失，本技术的软件经过特别的设计，在正常状态下时刻为恢复准备条件，COP复位后，通过EEPROM对其进行计数，软件的相应设计可使用户通过键盘和显示器查看计数结果，了解系统运行的历史状况，为系统的维护和改进提供依据，在本系统具备实时时钟的条件下，在计数密度超过一定限度时发出错码和警告信息，提醒操作者注意。4)一般探测仪大多使用不带缓冲的输出比较功能，这种输出比较的缺陷是，当需要更改下次输出比较信号时，新的预置值必须事先写入通道寄存器，这一操作自然要占用一定时间，结果两次输出比较之间的最小时间间隔就会因为重新写入操作而受到限制，可见，不带缓冲的输出比较仅适用于对时间变化不是太快的场合，而且脉冲的占空比也不可能太小，本设计增加了一级缓冲就可克服这一缺陷。为了得到满意的D/A变换本电路除增加一级缓冲之外，还使用了脉宽调制波，这种波是一种可以任意改变脉冲占空比与相位的波形，通过软件编程即可达此目的，定时器的每一个通道都可以设置为溢出时自动翻转电平，输出比较中使用这一特性就可以产生脉宽调制波。通道寄存器中的预置比较值决定脉宽调制波的占空比，预制计数值寄存器的值将决定脉宽调制波的周期，当自由运行计数器的计数达到预置值时，该通道的输出将自动翻转，可见在一个周期内有比较符合输出与预置值溢出输出两次电平翻转，从而形成一个完整的PWM波形周期。使用带缓冲的脉宽调制波技术方案是将一个定时器的两个通道联合起来交替控制通道口的脉宽调制输出，此时其输出的PWM波形将出现在TCH 0引脚上，而TCH 1引脚则仍然可以作为一般I/O引脚使用。由于通道寄存器中的预置数据能控制脉冲宽度，而将不同占空比的脉冲信号通过滤波平滑后可转换成相应的直流电平，这就达到了数字到模拟电压输出的转换目的。5)本技术的微控制器采用MC68HC908GT8芯片，该MCU集成了8Kbyte的FLASH存储器，这种存储器是一种新型的电可擦写不挥发存储器，通过开发工具就能方便地实现在线编程，程序与数据共享FLASH，一般无须再外接存储器。由于这种存储器在芯片内部集成了电荷泵，因而芯片只需要单一+5V/3V工作电压就可经电荷泵升压成编程电压，而且这种存储器存储的数据可以保持10年以上，可擦写次数在10万次以上，整体擦除时间可以控制在5ms以内，单字节的编程时间在40μs以内。6)本设计的一个重要技术方案是采用断点模块，通过断点功能，可让被调试的程序分段运行。程序执行到断点处即产生断点中断，在断点中断服务中即可检查寄存器与有关存储器的前段程序执行结果，判断程序的错误，及时修改指令，在断点中断中要关闭COP计数器功能，以防止可能引起的意外复位。7)还需要提到的一个技术方案是消除抖动干扰，这里采用矩阵键盘作为输入，当压下一个按键或释放一个按键时，按键接通或断开的瞬间过程中均有一个不稳定的抖动期，抖动期间读入的状态是不确定的，抖动时间的长短与按键开关的机械特性有关，一般为5m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王匡，
申请(专利权)人：王匡，
类型：实用新型
国别省市：