无线瓦斯传感器装置制造方法及图纸

一种无线瓦斯传感器装置，包括电源电路，瓦斯催化元件，与瓦斯催化元件相连接的检测电路，与检测电路相连接的微处理器，所述微处理器的输出端分别连接有显示瓦斯检测结果的显示电路、无线通信电路和电压控制电路，电压控制电路的输出端与检测电路相连接，以控制瓦斯催化元件的工作电压；所述的电源电路由提供３．６Ｖ电压的三节镍氢电池、电池保护芯片、稳压电源芯片及电容组成。采用无线通信技术、恒温瓦斯检测技术及瓦斯催化元件工作电压的智能控制，使瓦斯检测具有灵活、快速、抗干扰性强、稳定可靠、低功耗、体积小的优点，成本低，使用方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及瓦斯检测装置，尤其是一种适用于煤矿井下的无线瓦斯传感器装置。
技术介绍
瓦斯是煤矿生产的重大灾害之一，对矿井瓦斯进行实时可靠的监测是防止煤矿瓦 斯爆炸事故的有效措施之一。目前我国各大煤矿的瓦斯监测大致分为便携式瓦斯监测仪器 和瓦斯监测系统。便携式瓦斯监测仪，结构简单，携带方便，但是只有携带者能随时知道该 处的瓦斯浓度，未配备以及在矿井上的工作人员不能了解矿井的瓦斯浓度情况；另一类是 以PC机为主体的瓦斯浓度监测系统，在矿井下固定的地方安装瓦斯监测传感器，再通过很 长的电缆把测试到的浓度等数据传到煤矿上面的控制室。有线监测方式存在两方面缺陷 一，由于采用有线方式传输，系统对于线路的依赖性较强，在矿井内某些地方会存在布线困 难的情况；二，有线方式的煤矿瓦斯监测系统，当某些通过有线连接的瓦斯监测传感器出现 故障，就会导致监测区域内局部地方失去监测功能。
技术实现思路
本技术的目的是克服已有技术的不足之处，提供一种结构简单，环境适应能 力强，工作性能稳定，可靠性高的无线瓦斯传感器装置。 本技术的无线瓦斯传感器装置，包括电源电路，瓦斯催化元件，与瓦斯催化元件相连接的检测电路，与检测电路相连接的微处理器，所述微处理器的输出端分别连接有显示瓦斯检测结果的显示电路、无线通信电路和电压控制电路，电压控制电路的输出端与检测电路相连接，以控制瓦斯催化元件的工作电压；所述的电源电路由提供3. 6V电压的三节本安镍氢电池组、电池保护芯片、基准电压芯片、场效应管及电容，电阻组成。 所述的显示电路由显示控制芯片和与其相连接的四位八段发光二极管构成；所述的电压控制电路由数模转换芯片及外围的电阻电容构成；所述的无线通信电路由嵌入式无线通信模块及外围的电阻和发光二极管构成。 本技术的有益效果采用电压控制电路对催化元件电压进行智能控制，降低 了瓦斯检测的功耗；装置可设在井下任何需要对瓦斯浓度进行实时检测的场所，通过无线 网络通信技术，将每个监测节点的瓦斯浓度信息通过无线的方式快速传输到主控制节点进 行分析和处理，不留瓦斯检测的盲区，有效保障井下的安全生产。其结构简单，使用方便，功 耗低，可长时间稳定工作，实现煤矿瓦斯全方位、实时监测。附图说明图1是本技术的结构框图。图2是本技术的无线瓦斯传感器装置电路原理图。 图中l-检测电路；2-无线通信电路；3_电源电路；4_微处理器电路；5_数字显示电路；6-电压控制电路；7-瓦斯催化元件。具体实施方式下面结构附图中的实施例对本技术作进下步的描述 图l所示，无线瓦斯传感器装置由检测电路1、无线通信电路2、电源电路3、微处 理器电路4、数字显示电路5、电压控制电路6和瓦斯催化元件7组成。瓦斯催化元件7选 用型号为MC113的催化燃烧式气体传感器，瓦斯催化元件7利用可燃性气体的氧化燃烧特 性检测空气中可燃气含量，是可燃气体专用传感器。瓦斯催化元件7的输出端与检测电路 1的输入端相连接，检测电路1的输出端与微处理器4的输入端相连接，微处理器4的输出 端分别连接显示瓦斯检测结果的显示电路5、无线通信电路2和电压控制电路6，电压控制 电路6的输出端与监测电路1相连接，以控制瓦斯催化元件7的工作电压；电源电路3分别 与检测电路1、微处理器4和无线通信电路2相连，提供电源。 图2所示，微处理器电路4包括单片机M8(ATmega8)， M8的1脚通过电容C12接 地，2、3脚对应连接无线通信电路2中嵌入式无线通信模块U4(SZ05)的16、15脚，7脚连 接电源VCC，9、10脚对应连接OSC芯片(晶振7. 3728芯片)的两端，OSC芯片两端还分别 连接两个电容C1和C2，C1和C2接地，14、15、16脚对应连接数字显示电路5中显示控制芯 片U3(CH452)的4、5、6脚，21脚顺序连接Cll、 C10和AD转换的参考电压AVCC， C10和Cll 接地，AVCC通过电感Ll连接电源VCC， VCC通过电容C9接地，23脚连接检测电路1的电阻 R25， 26、 27、 28脚对应连接电压控制电路6中数模转换芯片U6 (TLC5615)的3、 2、 1脚，20脚 接AD转换的参考电压AVCC。 22脚接地,r. Ll的一端接VCC，另一端接AVCC ;C1的一端接M8 的9脚，另一端接地；C2的一端接M8的10脚，另一端接地；Cll的一端接M8的21脚，另一 端接地；C12的一端接M8的1脚，另一端接地；C9的一端接VCC，另一端接地；Cll的一端接 M8的9脚，另一端接地；C9的一端接VCC，另一端接地；CIO的一端接AVCC，另一端接地。 检测电路1由瓦斯催化元件J5(MC113)，单电源运算放大器U5A、U5B(LM358)，PNP 三极管Ql及电阻R15-R25电容C15、C16组成。U5的5脚同时连接J5的2、3脚，U5的6脚 通过电阻R18连接到电压控制电路6中数模转换芯片U6的7脚，U5的7脚接Ql的基极，8 脚接VCC电源，4脚接地，2脚顺序连接电阻R24、 R17并与1脚连接，1脚接输出电阻R25， 3 脚同时连接电阻R22和R23， R23接地，R22同时连接电阻R15、R16， R15连接基准电压VDD， R16接地；J5的1脚同时连接Q1的集电极和电阻R19， R19连接R20， R20接地，在R19、R20 两端并联有电容C16， J5的4脚接地。Ql的发射极接电源VCC。 C15的一端接R25的1脚， 另一端接地；C16的1脚接J5的1脚，2脚接地；R24的一端接U5的1脚，另一端接U5的 2脚；R23的一端接U5的3脚，另一端接地；R22的一端接U5的3脚，另一端同时接R16和 R15 ;R16的一端接R22的一端，另一端接地；R15的一端接R16的一端，另一端接VDD。 R18 的一端接U5的6脚，另一端接U6的7脚；R21的一端接U5的2脚，另一端接R19的一端； R19的一端接J5的1脚，另一端接R20的一端；R20的一端接R19的一端，另一端接地。 电压控制电路6包括型号为TLC5615的数模转换芯片U6，数模转换芯片U6的1、 2、3脚分别对应连接M8的26、27、28脚，5脚接地，6脚连接AVCC， 7脚连接检测电路1中电 阻的R18，8脚同时连接VCC和电容C17， C17的一端接U6的8脚，另一端接地。 无线通信电路2由嵌入式无线通信模块U4(SZ05)及外围的电阻和发光二极管D2、4D3、 D4、 D5组成。无线通信模块U4采用SZ05系列嵌入式无线通信模块，集成符合ZIGBEE 协议标准的射频收发器和微处理器，它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可 靠稳定等优点和特性河实现点对点、一点对多点、多点对多点之间的设备间数据的透明传 输；可组成星型、树型和蜂窝型网状网络结构。U4的1、2、3、4脚分别对应连接D1 D4四个 发光二极管的阴极，Dl D4的阳极分别对应连接电阻Rll R14， Rll R14均连接VCC， 7、8、9脚接跳线插针对应连接JP1的2、4、6脚，15、 16脚对应连接M8的2、3脚，14、 18脚接 地，17脚接VCC， JP1的1、3、5脚接地。Rll R14的一端分别接VCC，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线瓦斯传感器装置，包括电源电路（３），瓦斯催化元件（７），与瓦斯催化元件（７）相连接的检测电路（１），与检测电路（１）相连接的微处理器（４），其特征在于：所述微处理器（４）的输出端分别连接有显示瓦斯检测结果的显示电路（５）、无线通信电路（２）和电压控制电路（６），电压控制电路（６）的输出端与检测电路（１）相连接，以控制瓦斯催化元件（７）的工作电压；所述的电源电路（３）由提供３．６Ｖ电压的三节本安镍氢电池组、电池保护芯片（Ｒ５４２１）、基准电压芯片（ＴＬ４３１）、场效应管及电容，电阻组成。

【技术特征摘要】
一种无线瓦斯传感器装置，包括电源电路(3)，瓦斯催化元件(7)，与瓦斯催化元件(7)相连接的检测电路(1)，与检测电路(1)相连接的微处理器(4)，其特征在于所述微处理器(4)的输出端分别连接有显示瓦斯检测结果的显示电路(5)、无线通信电路(2)和电压控制电路(6)，电压控制电路(6)的输出端与检测电路(1)相连接，以控制瓦斯催化元件(7)的工作电压；所述的电源电路(3)由提供3.6V电压的三节本安镍氢电池组、电池保护芯片(R5421)、基准电压芯片(TL431...

【专利技术属性】
技术研发人员：童紫原，刘聪，童敏明，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]