專利名稱：便攜式可燃氣體檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于對一定情況響應的報警裝置，特別是可燃氣體檢測報警裝置。
背景技術：
隨著可燃氣體應用領域的迅速擴大，在給人們的生產、生活帶來極大方便的同時，由于其易燃易爆的特性，使得事故的發生率也相應的提高了，對人們的生命和財產安全構成了極大的威脅。為防患于未然，對可燃氣體的泄漏進行檢測就顯得十分必要了。同時應該看到，相應的檢測儀器的便攜性與易用性，對檢測工作的執行效果有著舉足輕重的作用，因此一種使用簡單、攜帶方便、精度高、工作時間長的檢測儀器，必然有著廣闊的應用前景。現有的便攜式可燃氣體檢測儀采用被動感氣設計，需要在檢測儀上安裝細長的探頭深入到被監測部位的深部才能進行檢測，有些形狀復雜的部位探頭伸入困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠主動進行氣體采樣，數字顯示可燃氣體的泄漏濃度，并及時進行聲光報警的檢測儀器的技術方案。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種便攜式可燃氣體檢測儀，包括DC-DC電源、氣敏元件、檢測電路，其特征是:裝有可燃氣體傳感器的信號處理電路連接到作為中央處理器的單片機STM32F103上，中央處理器還連接著氣體采樣電路、按鍵信號采集電路，聲首報警電路，液晶顯不電路，使用狀態指不電路和時鐘電路，
所述的傳感器安裝在帶有進氣孔的傳感器探頭內，傳感器探頭下部設有吸氣管接口，安裝在吸氣管接口上的吸氣管另一端與吸氣泵相連接，吸氣泵由吸氣泵驅動電路控制，所述的吸氣泵驅動電路，吸氣泵的一端通過電阻R41連接到電池正極，另一端接三極管Q5的集電極，Q5的發射極直接接地，基極通過R42連接到單片機的35腳。所述的DC-DC電源為使用LMl117芯片和E5、E6組成的3.3V降壓電路，E5 —端直接接地，E5的另一端連接電源輸入端，并接入MCP1702-5芯片的腳3，LMl117芯片腳I直接接地，腳2連接E6組成輸出端連接到液晶顯示電路、時鐘電路、單片機供電電路；MCP1702-5芯片和E7、E8組成的5V降壓電路，E7的一端連接電源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，E7的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接E8的一端組成輸出端連接到時鐘電路、氣體采樣電路，E8的另一端接地，MCP1702-5芯片和C2、C3組成的5V降壓電路，C3的一端連接電源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，C3的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接C2的一端組成輸出端連接到氣體傳感器，C2的另一端接地。所述的氣體采樣電路和信號處理電路，半導體傳感器JYZ4-B的信號端分別連接電阻R5、R6，R5的另一端連接單片機STM32F103的15腳，R6的另一端分別連接電阻R2和R7，R7的另一端接地，ICl的腳8接5V，腳4接地，腳I接電阻R28、R1，R28另一端連接到單片機的腳14，ICl的腳2接Rl的另一端和R3，Cl，R3的另一端接單片機的腳20，ICl的腳3接Cl的另一端和電阻R2、R4，R4的另一端接地。
所述的按鍵信號采集電路，按鍵K1、K2接入單片機的57腳和58腳，K1、K2的另一端接地，按鍵K3 —端直接接電池，另一端接Dl的正極，再通過電阻R35連接到單片機的61腳。所述的聲音報警電路，蜂鳴器BUZZER的正端接電源，另一端接Q4的集電極，Q4的發射極接地，單片機的腳34通過電阻R31連接到Q4的基極。所述的液晶顯示電路，由單片機的8腳、9腳、10腳、11腳、24腳、25腳、37腳、38腳、39腳、40腳、51腳、52腳、53腳連接到ICl的腳19、腳18、腳17、腳16、腳15、腳14、腳13、腳12、腳11、腳10、腳9、腳8、腳7，驅動液晶，液晶背光電路由單片機的33腳通過電阻R34連接到Q6的基極，Q6的發射極接地，Q6的集電極接液晶背光。所述的使用狀態指示電路，單片機的腳26、腳23通過電阻R43、R44連接到單色指示燈LED2、LED3的陽極，LED2、LED3的陰極接地，LEDl的陽極通過R46連接到LM1117的2腳輸出端，陰極接地。所述的時鐘電路，由IC4、IC5及其外圍電路組成，IC5的腳8接電源，腳6、腳5分別接IC4的腳6、腳5，IC5的腳4接地，腳3接3V電子，電子另一端接地，IC5的腳1、腳2分別接JZ的兩端，IC4的腳1、腳2、腳3、腳4直接接地，腳8接C6和電源，C6另一端接地，腳7接單片機62腳。使用本發明提供的檢測儀器檢測的時候首先按下“開關”鍵K3，使Q2導通，DC-DC電源開始工作，輸出5V電壓，單片機STM32F103開始工作。檢測K3按下的時間，大于3秒后，單片機的腳59輸出高電平，控制Q3導通，儀器開始預熱，此時K3的斷開不會再影響儀器的工作。如果K3在3秒前斷開，則儀器因為斷電而停止工作。預熱完畢后，風扇開始工作，通過吸氣管將外部氣體吸入儀器內的傳感器室進行檢測，傳感器信號電壓首先送入單片機STM32F103的15腳進行AD采樣，根據采樣值判斷傳感器是否存在故障。如果有故障發生時(傳感器信號端與5V或地短路)，15腳上的對應電壓為將近5V或OV ;而正常時此電壓在2.5 3.0V之間，并·隨著可燃氣體濃度的增加而增大。有故障則點亮故障指示燈，同時蜂鳴器發出故障音。無故障時，ICl對傳感器信號進行放大，并將結果送入單片機的14腳，單片機分析處理后將數字顯示在液晶上，如果達到或超過報警點，儀器將發出聲光報警信號。儀器液晶對電池的電量進行實時顯示，當電池電壓過低時，電池符號空，同時每分鐘響一次間斷提示聲；如用戶繼續使用，當電池的電壓降低到保護值時，儀器將自動關閉，以保護電池。液晶上還顯示氣體種類、時間等內容,并配合按鍵進行自檢、報警點調整、標定、調零、設定時間等菜單操作。為了使用的方便，儀器特設了“啟閉”和“調零”鍵K1、K2。當儀器使用年限長，在潔凈的空氣中，傳感器數字有漂移時，長按“調零”鍵，儀器自動調零。本發明的有益效果是檢測器使用單片機為中央處理器大大減少了外圍獨立元器件的使用，使設備結構緊湊、體積小、使用方便；氣體采樣電路能主動對待測氣體進行采樣，特別對于狹窄的間隙、管道等儀器無法進入的地方，方便地進行檢測；使用設備進行可燃氣體檢測時僅需要根據儀器液晶上的濃度指示，就可以方便的判斷出有無可燃氣體的泄漏，甚至找到泄漏點，從而大大提高了檢測效率和質量。
圖1為本發明的結構方框示意圖，
圖2為圖1中中央處理器模塊電路示意圖，圖3為圖1中DC-DC電源模塊電路示意圖，圖4為圖1中聲音報警電路模塊電路示意圖，圖5為圖1中液晶顯不電路|旲塊電路不意圖，圖6為圖1中氣體采樣處理電路模塊電路示意圖，圖7為圖1中時鐘電路模塊電路示意圖，圖8為圖1中吸氣泵驅動模塊電路示意圖，圖9為圖1中按鍵信號采集電路和使用狀態顯示模塊電路示意圖，圖10為本發明主動吸氣部分結構示意圖。圖中，1.可燃氣體傳感器，2.鋰電池，3.氣體采樣處理電路，4.DC-DC電源，5.中央處理器，6.時鐘電路，7.使用狀態指示電路，8.按鍵信號采集電路，9.聲音報警電路，10.液晶顯示電路，11.傳感器探頭，12.進氣孔，13.傳感器，14.吸氣管接口，15.外殼，16.吸氣管，17.吸氣泵。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
是，如圖所示:實施例1，一種便攜式可燃氣體檢測儀，包括DC-DC電源4、氣敏元件、檢測電路，其特征是:裝有可燃氣體傳感 器I的信號處理電路連接到作為中央處理器5的單片機STM32F103上，中央處理器還連接著氣體采樣處理電路3、按鍵信號采集電路8，聲音報警電路9,液晶顯不電路10,使用狀態指不電路7和時鐘電路6,所述的傳感器13安裝在帶有進氣孔12的傳感器探頭11內，傳感器探頭下部設有吸氣管接口 14，安裝在吸氣管接口上的吸氣管16另一端與吸氣泵17相連接，吸氣泵由吸氣泵驅動電路控制，所述的吸氣泵驅動電路，吸氣泵的一端通過電阻R41連接到電池正極，另一端接三極管Q5的集電極，Q5的發射極直接接地，基極通過R42連接到單片機的35腳。所述的DC-DC電源為使用LMl117芯片和E5、E6組成的3.3V降壓電路，E5 —端直接接地，E5的另一端連接電源輸入端，并接入MCP1702-5芯片的腳3，LMl117芯片腳I直接接地，腳2連接E6組成輸出端連接到液晶顯示電路、時鐘電路、單片機供電電路；MCP1702-5芯片和E7、E8組成的5V降壓電路，E7的一端連接電源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，E7的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接E8的一端組成輸出端連接到時鐘電路、氣體采樣電路，E8的另一端接地，MCP1702-5芯片和C2、C3組成的5V降壓電路，C3的一端連接電源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，C3的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接C2的一端組成輸出端連接到氣體傳感器，C2的另一端接地。所述的氣體采樣電路和信號處理電路，半導體傳感器JYZ4-B的信號端分別連接電阻R5、R6，R5的另一端連接單片機STM32F103的15腳，R6的另一端分別連接電阻R2和R7，R7的另一端接地，ICl的腳8接5V，腳4接地，腳I接電阻R28、R1，R28另一端連接到單片機的腳14，ICl的腳2接Rl的另一端和R3，Cl，R3的另一端接單片機的腳20，ICl的腳3接Cl的另一端和電阻R2、R4，R4的另一端接地。所述的按鍵信號采集電路，按鍵K1、K2接入單片機的57腳和58腳，K1、K2的另一端接地，按鍵K3 —端直接接電池，另一端接Dl的正極，再通過電阻R35連接到單片機的61腳。所述的聲音報警電路，蜂鳴器BUZZER的正端接電源，另一端接Q4的集電極，Q4的發射極接地，單片機的腳34通過電阻R31連接到Q4的基極。所述的液晶顯示電路，由單片機的8腳、9腳、10腳、11腳、24腳、2 5腳、3 7腳、38腳、39腳、40腳、51腳、52腳、53腳連接到ICl的腳19、腳18、腳17、腳16、腳15、腳14、腳13、腳12、腳11、腳10、腳9、腳8、腳7，驅動液晶，液晶背光電路由單片機的33腳通過電阻R34連接到Q6的基極，Q6的發射極接地，Q6的集電極接液晶背光。所述的使用狀態指示電路，單片機的腳26、腳23通過電阻R43、R44連接到單色指示燈LED2、LED3的陽極，LED2、LED3的陰極接地，LEDl的陽極通過R46連接到LM1117的2腳輸出端，陰極接地。所述的時鐘電路，由IC4、IC5及其外圍電路組成，IC5的腳8接電源，腳6、腳5分別接IC4的腳6、腳5，IC5的腳4接地，腳3接3V電子，電子另一端接地，IC5的腳1、腳2分別接JZ的兩端，IC4的腳1、腳2、腳3、腳4直接接地，腳8接C6和電源，C6另一端接地，腳7接單片機62腳。使用本發明提供的檢測儀器檢測的時候首先按下“開關”鍵K3，使Q2導通，DC-DC電源開始工作，輸出5V電壓，單片機STM32F103開始工作。檢測K3按下的時間，大于3秒后，單片機的腳59輸出高電平，控制Q3導通，儀器開始預熱，此時K3的斷開不會再影響儀器的工作。如果K3在3秒前斷開，則儀器因為斷電而停止工作。預熱完畢后，風扇開始工作，通過吸氣管將外部氣體吸入儀器內的傳感器室進行檢測，傳感器信號電壓首先送入單片機STM32F103的15腳進行AD采樣，根據采樣值判斷傳感器是否存在故障。如果有故障發生時(傳感器信號端與5V或地短路)，15腳上的對應電壓為將近5V或OV ;而正常時此電壓在2.5 3.0V之間，并隨著可燃氣體濃度的增加而增大。有故障則點亮故障指示燈，同時蜂鳴器發出故障音。無故障時，ICl對傳感器信號進行放大，并將結果送入單片機的14腳，單片機分析處理后將數字顯示在液晶上，如果達到或超過報警點，儀器將發出聲光報警信號。儀器液晶對電池的電量進行實時顯示，當電池電壓過低時，電池符號空，同時每分鐘響一次間斷提示聲；如用戶繼續使用，當電池的電壓降低到保護值時，儀器將自動關閉，以保護電池。液晶上還顯示氣體種類、時間等內容,并配合按鍵進行自檢、報警點調整、標定、調零、設定時間等菜單操作。為了使用的方便，儀器特設了“啟閉”和“調零”鍵K1、K2。當儀器使用年限長，在潔凈的空氣中，傳感器數字有漂移時，長按“調零”鍵，儀器自動調零。本發明的有益效果是檢測器使用單片機為中央處理器大大減少了外圍獨立元器件的使用，使設備結構緊湊、體積小、使用方便；氣體采樣電路能主動對待測氣體進行采樣，特別對于狹窄的間隙、管道等儀器無法進入的地方，方便地進行檢測；使用設備進行可燃氣體檢測時僅需要根據儀器液晶上的濃度指示，就 可以方便的判斷出有無可燃氣體的泄漏，甚至找到泄漏點，從而大大提高了檢測效率和質量。
權利要求
1.一種便攜式可燃氣體檢測儀，包括DC-DC電源、氣敏元件、檢測電路，其特征是:裝有可燃氣體傳感器的信號處理電路連接到作為中央處理器的單片機STM32F103上，中央處理器還連接著氣體采樣電路、按鍵信號采集電路，聲音報警電路，液晶顯示電路，使用狀態指7]n電路和時鐘電路， 所述的傳感器安裝在帶有進氣孔的傳感器探頭內，傳感器探頭下部設有吸氣管接口，安裝在吸氣管接口上的吸氣管另一端與吸氣泵相連接，吸氣泵由吸氣泵驅動電路控制，所述的吸氣泵驅動電路，吸氣泵的一端通過電阻R41連接到電池正極，另一端接三極管Q5的集電極，Q5的發射極直接接地，基極通過R42連接到單片機的35腳。
2.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的DC-DC電源為使用LMl117芯片和E5、E6組成的3.3V降壓電路，E5—端直接接地，E5的另一端連接電源輸入端，并接入MCP1702-5芯片的腳3，LMl 117芯片腳I直接接地，腳2連接E6組成輸出端連接到液晶顯示電路、時鐘電路、單片機供電電路；MCP1702-5芯片和E7、E8組成的5V降壓電路，E7的一端連接電 源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，E7的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接E8的一端組成輸出端連接到時鐘電路、氣體采樣電路，E8的另一端接地，MCP1702-5芯片和C2、C3組成的5V降壓電路，C3的一端連接電源輸入端，并接到MCP1702-5芯片的腳2，C3的另一端接地，MCP1702-5芯片的腳I直接接地，腳3連接C2的一端組成輸出端連接到氣體傳感器，C2的另一端接地。
3.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的氣體采樣電路和信號處理電路，半導體傳感器JYZ4-B的信號端分別連接電阻R5、R6，R5的另一端連接單片機STM32F103的15腳，R6的另一端分別連接電阻R2和R7，R7的另一端接地，ICl的腳8接5V，腳4接地，腳I接電阻R28、Rl, R28另一端連接到單片機的腳14，ICl的腳2接Rl的另一端和R3，C1，R3的另一端接單片機的腳20，ICl的腳3接Cl的另一端和電阻R2、R4，R4的另一端接地。
4.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的按鍵信號采集電路，按鍵K1、K2接入單片機的57腳和58腳，K1、K2的另一端接地，按鍵K3 —端直接接電池，另一端接Dl的正極，再通過電阻R35連接到單片機的61腳。
5.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的聲音報警電路，蜂鳴器BUZZER的正端接電源，另一端接Q4的集電極，Q4的發射極接地，單片機的腳34通過電阻R31連接到Q4的基極。
6.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的液晶顯示電路，由單片機的8腳、9腳、10腳、11腳、24腳、25腳、37腳、38腳、39腳、40腳、51腳、52腳、53腳連接到ICl的腳19、腳18、腳17、腳16、腳15、腳14、腳13、腳12、腳11、腳10、腳9、腳8、腳7，驅動液晶，液晶背光電路由單片機的33腳通過電阻R34連接到Q6的基極，Q6的發射極接地，Q6的集電極接液晶背光。
7.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的使用狀態指示電路，單片機的腳26、腳23通過電阻R43、R44連接到單色指示燈LED2、LED3的陽極，LED2、LED3的陰極接地，LEDl的陽極通過R46連接到LM1117的2腳輸出端，陰極接地。
8.根據權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀，其特征是:所述的時鐘電路，由IC4、IC5及其外圍電路組成，IC5的腳8接電源，腳6、腳5分別接IC4的腳6、腳5，IC5的腳4接地，腳3接3V電子，電子另一端接地，IC5的腳1、腳2分別接JZ的兩端，IC4的腳1、腳2、腳3、腳4直接接地，腳8接C6和電源，C6另一端接地，腳7接單片機62腳。
9.權利要求1所確定的便攜式可燃氣體檢測儀的使用方法，其特征是:首先按下“開關”鍵K3，使Q2導通，DC-DC電源開始工作，輸出5V電壓，單片機STM32F103開始工作，檢測K3按下的時間，大于3秒后，單片機的腳59輸出高電平，控制Q3導通，儀器開始預熱，此時K3的斷開不會再影響儀器的工作。如果K3在3秒前斷開，則儀器因為斷電而停止工作，預熱完畢后，風扇開始工作，通過吸氣管將外部氣體吸入儀器內的傳感器室進行檢測，傳感器信號電壓首先送入單片機STM32F103的15腳進行AD采樣，根據采樣值判斷傳感器是否存在故障，如果有故障發生時表現為傳感器信號端與5V或地短路，15腳上的對應電壓為將近5V或OV ;而正常時此電壓在2.5 3.0V之間，并隨著可燃氣體濃度的增加而增大，有故障則點亮故障指示燈，同時蜂鳴器發出故障音，無故障時，ICl對傳感器信號進行放大，并將結果送入單片機的14腳，單片機分析處理后將數字顯示在液晶上，如果達到或超過報警點，儀器將發出聲光報警信號，儀器液晶對電池的電量進行實時顯示，當電池電壓過低時，電池符號空，同時每分鐘響一次間斷提示聲；如用戶繼續使用，當電池的電壓降低到保護值時，儀器將自動關閉，以保護電池，液晶上還顯示氣體種類、時間等內容，并配合按鍵進行自檢、報警點調整、標定、調零、設定時間等菜單操作，為了使用的方便，儀器特設了“啟閉”和“調零”鍵Kl、K2，當儀器使用年限長，在潔凈的空氣中，傳感器數字有漂移時，長按“調零”鍵，儀器自動調零 。
全文摘要
本發明公開了一種便攜式可燃氣體檢測儀屬于對一定情況響應的報警裝置，特別是可燃氣體檢測報警裝置。該便攜式可燃氣體檢測儀，包括DC-DC電源、氣敏元件、檢測電路，其特征是裝有可燃氣體傳感器的信號處理電路連接到作為中央處理器的單片機STM32F103上，中央處理器還連接著氣體采樣電路、按鍵信號采集電路，聲音報警電路，液晶顯示電路，使用狀態指示電路和時鐘電路，在探頭部位增加了吸氣裝置。本檢測儀使用單片機為中央處理器大大減少了外圍獨立元器件的使用，氣體采樣電路能主動對待測氣體進行采樣，可方便地對于狹窄的間隙、管道進行檢測。根據儀器液晶上的濃度指示，就可以方便的判斷出有無可燃氣體的泄漏。
文檔編號G01N27/00GK103235009SQ201310169130
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月9日 優先權日2013年5月9日
發明者秦旭昌, 郭敬江, 岳增友, 弭書霞 申請人:濟南市長清計算機應用公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
