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專利名稱：甲烷傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種可以連續測量0.00% 4.00%的甲烷氣體濃度的低濃度甲烷傳感器。
背景技術：
隨著礦井井下開采范圍的不斷擴大和延伸，井下環境也變得越來越復雜，對井下環境，尤其是空氣的要求越來越高。井下進行通風換氣，以保證井下空氣清新，滿足工作人員的正常呼吸和減少有害氣體的聚集也變得越來越重要。目前，用于煤礦井下爆炸性氣體環境中的傳統甲烷傳感器容易受到傳輸介質、環境電磁干擾等因素影響，從而使甲烷濃度監測數據差生誤差。
發明內容本實用新型為了解決現有技術存在的問題，提供一種可以連續測量0.00%
4.00%的甲烷氣體濃度的低濃度甲烷傳感器。本實用新型的甲烷傳感器，其特征在于:包括單片機電路主板、電源轉換模塊、惠斯登電橋、聲光報警器；所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機，所述單片機電路主板上設置有自動復位EEPR0M、采樣電路和顯示電路，所述惠斯登電橋由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成。所述載體催化元件由相互串聯的黑元件和白元件組成。所述采樣電路為10位串行A/D轉換器TLV1549，所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機AT89LV52。本實用新型的甲烷傳感器，采用3.3V低電壓供電單片機AT89LV52，它具有功能耗低和可能性高等諸多優點，傳感器檢測原理采用熱催化原理，具體實現過程是通過由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成惠斯登電橋，當環境中的甲烷以擴散方式進入氣室時，與載體催化元件反應，惠斯登電橋輸出與甲烷濃度相對應的電信號，該電信號經A/D轉換器轉化后，送到單片機進行數據處理，來完成顯示、報警燈功能。本實用新型的甲烷傳感器能夠準確可靠、可以連續測量0.00% 4.00%的甲烷氣體濃度的低濃度甲烷傳感器。由此可見，本實用新型相對與現有技術具有突出的實質性特點和顯著地進步。

圖1為本實用新型的甲烷傳感器的結構示意圖。圖2為圖1所示的惠斯登電橋的示意圖。
具體實施方式
通過附圖1和圖2可知:本實用新型的甲烷傳感器，包括單片機電路主板、電源轉換模塊、惠斯登電橋、聲光報警器；所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機，所述單片機電路主板上設置有自動復位EEPR0M、采樣電路和顯示電路，所述惠斯登電橋由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成。所述載體催化元件由相互串聯的黑元件和白元件組成。所述采樣電路為10位串行A/D轉換器TLV1549，所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機AT89LV52。本實用新型的甲烷傳感器，采用3.3V低電壓供電單片機AT89LV52，它具有功能耗低和可能性高等諸多優點，傳感器檢測原理采用熱催化原理，具體實現過程是通過由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成惠斯登電橋，當環境中的甲烷以擴散方式進入氣室時，與載體催化元件反應，惠斯登電橋輸出與甲烷濃度相對應的電信號，該電信號經A/D轉換器轉化后，送到單片機進行數據處理，來完成顯示、報警燈功能。采樣電路采用10位串行A/D轉換器TLV1549，實現當甲烷濃度發生改變時，將惠斯登電橋產生變化的電壓，轉化為變化的數字信號，輸出給CPU。顯示電路采用4位LED數字顯示，顯示傳感器測量值。借助主板上的紅外遙控接收電路或主板上的按鍵查看傳感器的數字電位器的信息。聲光報警及控制信號輸出電路，當測量到的甲烷濃度達到報警點時，蜂鳴器及發光管產生聲光報警，當測量到的甲烷濃度到達斷電點時，除聲光報警外同時還輸出斷電控制信號(5mA電流信號)。電源轉換模塊采用高效率的開關電源電路設計，具有輸入電壓范圍寬(9 24VDC)，輸出電壓精度高等特點。模塊采用陶瓷灌封工藝，具有耐高溫、防潮、防水等特點。載體催化元件由黑白元件組成，黑白元件串聯作為惠斯登電橋的一臂，電阻構成惠斯登電橋的另一臂。惠斯登電橋兩端加穩定的電壓U (3V)，當含有甲烷的空氣在高溫和鉬黑催化劑的作用下，發生無焰燃燒，而在白元件上則不使甲烷燃燒，從而使黑元件的溫度比白元件高。黑元件中的鉬絲既是加熱元件又是感應溫度的熱敏元件。根據鉬絲的正溫度系數的特性，溫度高時電阻大，黑元件上的電壓降增大，惠斯登電橋失去平衡使輸出電壓發生變化。
權利要求1.一種甲烷傳感器，其特征在于:包括單片機電路主板、電源轉換模塊、惠斯登電橋、聲光報警器；所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機，所述單片機電路主板上設置有自動復位EEPROM、采樣電路和顯示電路，所述惠斯登電橋由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成。
2.根據權利要求1所 述的甲烷傳感器，其特征在于:所述載體催化元件由相互串聯的黑元件和白元件組成。
3.根據權利要求1或者2所述的甲烷傳感器，其特征在于:所述采樣電路為10位串行A/D轉換器TLV1549，所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機AT89LV52。
專利摘要本實用新型涉及一種可以連續測量0.00%～4.00%的甲烷氣體濃度的低濃度甲烷傳感器。本實用新型的甲烷傳感器，包括單片機電路主板、電源轉換模塊、惠斯登電橋、聲光報警器；所述單片機電路主板為3.3V低電壓供電單片機，所述單片機電路主板上設置有自動復位EEPROM、采樣電路和顯示電路，所述惠斯登電橋由載體催化元件和電阻及數字可調電位器組成。所述載體催化元件由相互串聯的黑元件和白元件組成。本實用新型的甲烷傳感器能夠準確可靠、可以連續測量0.00%～4.00%的甲烷氣體濃度的低濃度甲烷傳感器。
文檔編號G01N27/16GK203164151SQ201320210120
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月24日 優先權日2013年4月24日
發明者宋亞東 申請人:山東三大博安測控技術有限公司