一种低功耗在线式气体检测仪制造技术

一种低功耗在线式气体检测仪，包括控制主板、气体传感器以及电源单元，电源单元采用锂亚电池供电，气体传感器用于检测硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氧气，控制主板以STM32超低功耗微控制器为处理中心，能够支持超长待机以及严格功耗管理，电路全部使用低功耗器件，报警信号输出至蜂鸣器、显示屏以及上位机，从而实现了低功耗24小时连续在线气体监测功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气体检测，具体涉及一种低功耗在线式气体检测仪。

技术介绍

1、现有的在线气体检测仪通常是由外部供电，但是在户外某些特殊场合，例如燃气管廊监测、下水道监测等，无法提供外部电源，只能依靠电池供电工作，由于常规产品功耗较大，导致电池待机时间短，从而增加了维护成本。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本技术的目的是提供一种低功耗在线式气体检测仪，包括控制主板、气体传感器以及电源单元，电源单元采用锂亚电池供电，气体传感器用于检测硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氧气，控制主板以stm32超低功耗微控制器为处理中心，能够支持超长待机以及严格功耗管理，电路全部使用低功耗器件，报警信号输出至蜂鸣器、显示屏以及上位机，从而实现了低功耗24小时连续在线气体监测功能。

2、为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：提供一种低功耗在线式气体检测仪，包括控制主板、气体传感器以及电源单元；所述电源单元采用锂亚电池供电，用于为所述控制主板和所述气体传感器提供工作电源，所述电源单元与所述控制主板和所述气体传感器电性相连；

3、所述气体传感器用于检测硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氧气；

4、所述控制主板包括主控单元、硫化氢及一氧化碳检测单元、二氧化碳检测单元、氧气检测单元、报警单元、显示单元以及通讯单元；

5、所述硫化氢及一氧化碳检测单元分别与所述气体传感器和所述主控单元电性相连，用于将所述气体传感器检测到的硫化氢及一氧化碳信号经过放大滤波后传送至所述主控单元；所述二氧化碳检测单元分别与所述气体传感器和所述主控单元电性相连，用于将所述气体传感器检测到的二氧化碳信号经过放大滤波后传送至所述主控单元；所述氧气检测单元分别与所述气体传感器和所述主控单元电性相连，用于将所述气体传感器检测到的氧气信号经过放大滤波后传送至所述主控单元；

6、所述主控单元用于对接收到的所述硫化氢及一氧化碳信号、所述二氧化碳信号、所述氧气信号与预设值进行比较后生成报警信号，分别通过电性相连的所述报警单元输出至蜂鸣器报警、所述显示单元输出至显示屏报警、所述通讯单元输出至上位机报警；

7、所述主控单元以stm32超低功耗微控制器为处理中心，从而实现了低功耗在线气体监测功能。

8、进一步地，所述主控单元主要包括单片机u13、存储器u15；单片机u13作为所述主控单元的处理中心，型号为stm32l010r8，是一款超低功耗arm微控制器32位mcu；存储器u15为flash存储芯片，型号为mx25r6435fza，是在断电情况下仍能保持所存储的数据信息的存储芯片。

9、进一步地，所述硫化氢及一氧化碳检测单元主要包括精密基准电压芯片u9、运算放大器u10a、运算放大器u10b、场效应晶体管q8、场效应晶体管q14、接口j6；接口j6用于接入所述硫化氢及一氧化碳信号；精密基准电压芯片u9用于维持输出至单片机u13的所述硫化氢及一氧化碳信号保持稳定，型号为max6008a；运算放大器u10a和运算放大器u10b用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532；场效应晶体管q8为p沟道mosfet，场效应晶体管q14为n沟道mosfet。

10、进一步地，所述二氧化碳检测单元主要包括运算放大器u11a、接口j7；接口j7用于接入所述二氧化碳信号；运算放大器u11a用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532。

11、进一步地，所述氧气检测单元主要包括运算放大器u11b、场效应晶体管q11、接口j9；运算放大器u11b用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532；场效应晶体管q11为单p沟道jfet开关；接口j9用于接入所述氧气信号。

12、进一步地，所述报警单元主要包括隔离式栅极驱动器u3、接口j8；接口j8用于连接蜂鸣器；隔离式栅极驱动器u3用于将单片机u10发送的报警信号转换后经过接口j8输出至蜂鸣器，型号为fan3223tmpx。

13、进一步地，所述显示单元主要包括显示屏接口j5、场效应晶体管q10、场效应晶体管q16、场效应晶体管q17；显示屏接口j5用于连接显示屏，场效应晶体管q10和场效应晶体管q17为n沟道mosfet，场效应晶体管q16为p沟道mosfet。

14、进一步地，所述通讯单元主要包括收发器u5、静电放电二极管u6、场效应晶体管q20、接口j2；收发器u5是为rs-485总线网络设计的一款半双工增强型收发器，用于单片机u13与上位机之间的数据传输，型号为scm3406a；静电放电二极管u6是一种过压、防静电保护元件，是为高速数据传输应用的i/o端口保护设计的器件，型号为pesd15vl2bt；场效应晶体管q20为p沟道mosfet；接口j2用于通过rs-485总线网络连接上位机。

15、进一步地，所述电源单元主要包括线性稳压器u7、场效应晶体管q1、接口j14、接口j19；线性稳压器u7用于稳定输出电压，型号是cj6101a30m；场效应晶体管q1为p沟道mosfet；接口j14用连接所述控制主板的供电接口，接口j19用于连接所述气体传感器的供电接口。

16、进一步地，场效应晶体管q8、场效应晶体管q16、场效应晶体管q20的型号为ao3415，场效应晶体管q14、场效应晶体管q10、场效应晶体管q17、场效应晶体管q1的型号为ao3400，场效应晶体管q11的型号为sst177。

17、与现有技术相比，本技术提供的一种低功耗在线式气体检测仪，包括控制主板、气体传感器以及电源单元，电源单元采用锂亚电池供电，气体传感器用于检测硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氧气，控制主板以stm32超低功耗微控制器为处理中心，能够支持超长待机，报警信号能够输出至蜂鸣器、显示屏以及上位机，从而实现了低功耗24小时连续在线气体监测功能。

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【技术保护点】

1.一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，包括控制主板、气体传感器以及电源单元；所述电源单元采用锂亚电池供电，用于为所述控制主板和所述气体传感器提供工作电源，所述电源单元与所述控制主板和所述气体传感器电性相连；

2.根据权利要求1所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述主控单元主要包括单片机U13、存储器U15；单片机U13作为所述主控单元的处理中心，型号为STM32L010R8，是一款超低功耗ARM微控制器32位MCU；存储器U15为FLASH存储芯片，型号为MX25R6435FZA，是在断电情况下仍能保持所存储的数据信息的存储芯片；

3.根据权利要求2所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述硫化氢及一氧化碳检测单元主要包括精密基准电压芯片U9、运算放大器U10A、运算放大器U10B、场效应晶体管Q8、场效应晶体管Q14、接口J6；接口J6用于接入所述硫化氢及一氧化碳信号；精密基准电压芯片U9用于维持输出至单片机U13的所述硫化氢及一氧化碳信号保持稳定，型号为MAX6008A；运算放大器U10A和运算放大器U10B用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为TP5532；场效应晶体管Q8为P沟道MOSFET，场效应晶体管Q14为N沟道MOSFET；

4.根据权利要求3所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述二氧化碳检测单元主要包括运算放大器U11A、接口J7；接口J7用于接入所述二氧化碳信号；运算放大器U11A用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为TP5532；运算放大器U11A的负电源接地，运算放大器U11A的正电源经过电容C35接地，运算放大器U11A的同相输入端分别连接电阻R78的一端和电阻R77的一端，电阻R78的另一端接地，电阻R77的另一端与接口J7的引脚2相连，接口J7的引脚3接地，运算放大器U11A的反相输入端与运算放大器U11A的输出端相连后分别连接电阻R46的一端和电阻R75的一端，电阻R46的另一端与接口J7的引脚1相连，电阻R75的另一端连接端子CH1+。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述氧气检测单元主要包括运算放大器U11B、场效应晶体管Q11、接口J9；运算放大器U11B用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为TP5532；场效应晶体管Q11为单P沟道JFET开关；接口J9用于接入所述氧气信号；运算放大器U11B的同相输入端依次连接电阻R51的一端和电阻R49的一端，运算放大器U11B的反相输入端依次经过电阻R45的一端、电容C12的一端后分别连接电阻R47的一端和电阻R44的一端，电阻R49另一端分别连接场效应晶体管Q11的引脚1和电阻R52的一端，电阻R52的一端还与接口J9的引脚2相连，电阻R52的另一端连接场效应晶体管Q11的引脚3，场效应晶体管Q11的引脚2与电阻R51的另一端和电阻R44的另一端相连后与接口J9的引脚1相连，电阻R47的另一端经过电阻R48接地，运算放大器U11B的输出端依次经过电阻R45的另一端和电容C12的另一端的连接点和电阻R86后连接端子CH1+。

6.根据权利要求2所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述报警单元主要包括隔离式栅极驱动器U3、接口J8；接口J8用于连接蜂鸣器；隔离式栅极驱动器U3用于将单片机U10发送的报警信号转换后经过接口J8输出至蜂鸣器，型号为FAN3223TMPX；

7.根据权利要求5所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述显示单元主要包括显示屏接口J5、场效应晶体管Q10、场效应晶体管Q16、场效应晶体管Q17；显示屏接口J5用于连接显示屏，场效应晶体管Q10和场效应晶体管Q17为N沟道MOSFET，场效应晶体管Q16为P沟道MOSFET；

8.根据权利要求7所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述通讯单元主要包括收发器U5、静电放电二极管U6、场效应晶体管Q20、接口J2；收发器U5是为RS-485总线网络设计的一款半双工增强型收发器，用于单片机U13与上位机之间的数据传输，型号为SCM3406A；静电放电二极管U6是一种过压、防静电保护元件，是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件，型号为PESD15VL2BT；场效应晶体管Q20为P沟道MOSFET；接口J2用于通过RS-485总线网络连接上位机；

9.根据权利要求8所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述电源单元主要包括线性稳压器U7、场效...

【技术特征摘要】

1.一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，包括控制主板、气体传感器以及电源单元；所述电源单元采用锂亚电池供电，用于为所述控制主板和所述气体传感器提供工作电源，所述电源单元与所述控制主板和所述气体传感器电性相连；

2.根据权利要求1所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述主控单元主要包括单片机u13、存储器u15；单片机u13作为所述主控单元的处理中心，型号为stm32l010r8，是一款超低功耗arm微控制器32位mcu；存储器u15为flash存储芯片，型号为mx25r6435fza，是在断电情况下仍能保持所存储的数据信息的存储芯片；

3.根据权利要求2所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述硫化氢及一氧化碳检测单元主要包括精密基准电压芯片u9、运算放大器u10a、运算放大器u10b、场效应晶体管q8、场效应晶体管q14、接口j6；接口j6用于接入所述硫化氢及一氧化碳信号；精密基准电压芯片u9用于维持输出至单片机u13的所述硫化氢及一氧化碳信号保持稳定，型号为max6008a；运算放大器u10a和运算放大器u10b用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532；场效应晶体管q8为p沟道mosfet，场效应晶体管q14为n沟道mosfet；

4.根据权利要求3所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述二氧化碳检测单元主要包括运算放大器u11a、接口j7；接口j7用于接入所述二氧化碳信号；运算放大器u11a用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532；运算放大器u11a的负电源接地，运算放大器u11a的正电源经过电容c35接地，运算放大器u11a的同相输入端分别连接电阻r78的一端和电阻r77的一端，电阻r78的另一端接地，电阻r77的另一端与接口j7的引脚2相连，接口j7的引脚3接地，运算放大器u11a的反相输入端与运算放大器u11a的输出端相连后分别连接电阻r46的一端和电阻r75的一端，电阻r46的另一端与接口j7的引脚1相连，电阻r75的另一端连接端子ch1+。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗在线式气体检测仪，其特征在于，所述氧气检测单元主要包括运算放大器u11b、场效应晶体管q11、接口j9；运算放大器u11b用于提供输入失调电压校正功能，在整个时间和温度范围内实现极低的失调和失调漂移，型号为tp5532；场效应晶体管q11为单p沟道jfet开关；接口j9用于接入所述氧气信号；运算放大器u11b的同相输入端依次连接电阻r51的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小红，陈玉华，陈荣华，
申请(专利权)人：深圳市逸云天电子有限公司，
类型：新型
国别省市：