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避險硐室用多參數傳感器的制造方法
【專利摘要】一種避險硐室用多參數傳感器，其由一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、差壓傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、大氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、放大電路、單片機、電源電路、LCD顯示電路、存儲電路、紅外接收電路、串行通訊接口電路等組成。電源電路為整機提供穩定的直流工作電源。單片機分別與傳感器和放大電路、紅外接收電路、LCD顯示電路、存儲電路及串行通訊接口電路相連接。單片機采集到的傳感器數據送入LCD進行實時顯示，并且通過串行通訊接口電路將數據發送出去。本發明具有高精度、高穩定性、低功耗、傳感器參數多等特點，且可通過紅外遙控器進行傳感器的校準與標定。
【專利說明】避險硐室用多參數傳感器
【技術領域】
[0001]本發明型涉及一種多參數傳感器，特別涉及一種避險硐室用多參數傳感器。
【背景技術】
[0002]目前，煤礦井下所用的傳感器裝置一般是一種傳感器連接一根電纜，且只能測量單一的參數。這樣的傳感器如果直接應用于避險硐室中，不但增加了施工難度，而且還大大增加了功耗，很明顯不符合避險硐室節能的要求。針對這種問題，我們公司設計了一種避險硐室用多參數傳感器，可同時測量硐室內外的環境參數和多種氣體含量，并且通過串行通訊方式，將數據傳送給置于硐室內的監控分站。

【發明內容】

[0003]本發明型針對現有產品存在的技術不足，而研制出的一種適用于避險硐室的高精度、高穩定性、低功耗的多參數傳感器，其由一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、差壓傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、大氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、放大電路、單片機、電源電路、LCD顯示電路、存儲電路、紅外接收電路、串行通訊接口電路等組成。
[0004]本發明型所采用的技術手段如下:電源電路由降壓電路和低壓差線性穩壓電路組成，為整機提供穩定的直流工作電源。傳感器采集的外部環境參數信號，經過處理之后，輸出到單片機的AD接口和數字接口。單片機將采集到的數據送入LCD進行實時顯示，同時通過光耦隔離的串口發送給避險硐室內的監控分站。紅外接口電路由紅外接收頭組成，接收紅外遙控器的信號，完成各種傳感器的校準與標定。存儲電路由鐵電存儲器組成，存儲傳感器標定與校準過程中的各項參數。
[0005]本發明型具有高精度、高穩定性、低功耗、能同時測量多種參數的特點，且可通過外部紅外遙控器進行傳感器的校準與標定。
[0006]進一步的技術特征，所述的單片機選用STM F103VCT6。
[0007]所述的一氧化碳傳感器選用ME3-C0。
[0008]所述的氧氣傳感器選用ME3-02。
[0009]所述的硫化氫傳感器選用ME3-H2S。
[0010]所述的差壓傳感器選用SM5812。
[0011]所述的甲烷傳感器選用MH-440。
[0012]所述的二氧化碳傳感選用MH-410D。
[0013]本發明型的有益效果是:具有聞精度、聞穩定性、低功耗、校準方便等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明型的框圖。
[0015]圖2、3、4、5為本發明型的電路原理圖。【具體實施方式】
[0016]本發明型電路框圖如圖1所示，包括一氧化碳傳感器1、氧氣傳感器2、硫化氫傳感器3、差壓傳感器4、甲烷傳感器5、二氧化碳傳感器6、大氣壓傳感器7、溫度傳感器8、濕度傳感器9、放大電路10、單片機11、電源電路12、IXD顯示電路13、存儲電路14、紅外接收電路15、串行通訊接口電路16。
[0017]通過外部接口加上18V直流電壓以后，經過降壓電路與低壓差線性穩壓電路輸出
3.3V直流電壓，傳感器工作，內部程序開始運行。首先開始初始化傳感器、LCD、R0M等，然后開始讀取傳感器數據，送入LCD顯示，并通過光耦隔離的串口發送出去。
[0018]本發明型電路原理圖如圖2、3、4、5、6所示。
[0019]圖2是一氧化碳、硫化氫及氧氣傳感器的信號放大處理電路。一氧化碳傳感器CO的I腳和2腳經過RC濾波之后，連接到Ul的I腳與2腳，組成恒壓電位儀電路，為傳感器提供穩定的偏置電壓。傳感器的3腳為信號輸出端，連接到Ul的6腳反相輸入端，經過一級放大之后，Ul的7腳連接到14腳，組成第二級放大電路，Ul的16腳輸出經過RC濾波之后連接到圖5的C0N10接口。硫化氫傳感器H2S的I腳和2腳經過RC濾波之后，連接到U2的I腳與2腳，組成恒壓電位儀電路，為傳感器提供穩定的偏置電壓。傳感器的3腳為信號輸出端，連接到U2的6腳，經過一級放大之后，U2的7腳連接到12腳，組成第二級放大電路，Ul的10腳輸出經過RC濾波之后連接到圖5的C0N10接口。氧氣傳感器02的I腳和3腳連接一個負載電阻R41，隨著氧氣濃度不通，R41的壓降隨之變化。該電壓經過一個電阻連接到U2的14腳，經過以及放大之后，U2的16腳連接到Ul的11腳，組成第二級放大電路，Ul的10腳輸出經過RC濾波之后連接到圖5的C0N10接口。
[0020]圖3是差壓、甲烷、二氧化碳、大氣壓、溫度及濕度傳感器的應用電路。差壓、甲烷、二氧化碳為模擬輸出類型的傳感器，大氣壓、溫度、濕度傳感器為數字輸出類型的傳感器。CH4、C02、DPA的輸出通過信號線V_ch4、V_co2、V_DPa連接到C0N16接口。大氣壓傳感器的時鐘和數據，通過信號線APa_CLK、APa_DATA連接到C0N16接口。溫度傳感器為單總線輸出器件，它的輸出通過信號線T_dat連接到C0N16接口。溫度的時鐘和數據，通過信號線RH_CLK、RH_DATA 連接到 C0N16 接 口。
[0021]圖4、圖5、圖6是單片機、電源電路、IXD顯示電路、存儲電路、紅外接收電路、串行通訊接口電路。UlI是多參數傳感器的微處理器控制單元，它負責各個外設的驅動以及協調工作。U2和U4是DC-DC降壓電路，它們的輸出通過信號線V5和V7連接到U5和U3，U5和U3輸出5V和3.3V直流電壓，為傳感器提供穩定的工作電源。IXD的數據線和控制線通過接口 C0N32連接至Ull上，IXD顯示實時傳感器值以及各種故障狀態。U8接收紅外遙控器的鍵值，它的3腳通過信號線IR_RDX輸出鍵值，該引腳連接到Ull的48腳。Ull的48腳接收到鍵值之后，進行相應的校準操作，同時將數據存儲到存儲器U12中。Ull完成9種傳感器的數據采集后，通過信號線DIGIT_BUS將數據送入光耦U6的2腳，U6的3腳將數據發送到串行總線上。
[0022]本發明型具有高精度、高穩定性、低功耗、校準方便等特點，且可通過紅外遙控器進行傳感器的校準與標定。
【權利要求】
1.一種避險硐室用多參數傳感器，其由一氧化碳傳感器、氧氣傳感器、硫化氫傳感器、差壓傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、大氣壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、放大電路、單片機、電源電路、LCD顯示電路、存儲電路、紅外接收電路、串行通訊接口電路組成；電源電路為整機提供穩定的直流工作電源；單片機分別與傳感器和放大電路、紅外接收電路、LCD顯示電路、存儲電路及串行通訊接口電路相連接；單片機采集到的傳感器數據送入LCD進行實時顯示，并且通過串行通訊接口電路將數據發送出去；本實用新型具有高精度、高穩定性、低功耗、傳感器參數多的特點，且可通過紅外遙控器進行傳感器的校準與標定。
2.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的單片機選用STM F103VCT6。
3.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的一氧化碳傳感器選用ME3-C0。
4.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的氧氣傳感器選用 ME3-02。
5.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的硫化氫傳感器選用ME3-H2S。
6.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的差壓傳感器選用 SM5812。
7.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的甲烷傳感器選用 MH-440。
8.根據權利要求1所述的避險硐室用多參數傳感器，其特征在于:所述的二氧化碳傳感選用MH-410D。
【文檔編號】G01D21/02GK104006845SQ201310058093
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月25日 優先權日:2013年2月25日
【發明者】梁慶偉, 黃河, 王百金 申請人:長春東煤機電研究所