专利名称：多组分气体监测报警系统的制作方法
多组份气体监测报警系统，属于气体监测和模式识别技术领域。适用于多气体环境中，对气体进行检测，监测，报警及气体识别。
现有的气体监测与报警系统都为单一气体的报警系统，一般都是由单一气敏传感器和检测报警电路构成，如常用的煤气泄露报警装置，烟雾控制和报警系统。可是在很多情况下，通常存在多种气体并混合在一起，要对多种气体同时进行检测和监测，若采用单一气体检测报警系统，只能对其中某单一气体进行检测并进行监测，如果要在同一区域内检测和监测多种气体，则要设置多套单一气体检测和监测报警系统，这样不仅对气体的监测的成本高，而且由于气体传感器间存在交叉敏感性干扰，造成对气体的检测误差较大，影响对气体测量的精确度，有时还会由于检测和监测误差而引起误报警。
为了克服现有单一气体检测报警系统的不足，本发明提供了一种能同时检测并监测多组份混合气体及报警的多组份气体监测报警系统。
本发明气体监测报警系统由加热器和气体传感器阵列，自动温度控制模块，信号调理模块，阈值设置比较模块，电器控制和电源转换控制模块和声光报警装置组成。气体传感器阵列采用若干个检测不同气体的单一气体传感器和加热器构成，单一气体传感器可根据要检测和监测的气体在气体传感器阵列中调换。自动温度控制模块在多组份气体环境中，控制加热器在0～500℃范围内自动优化，选择气体传感器阵列产生和气体浓度成正比的信号的最佳工作温度点，以保证气体传感器阵列能最有效地工作，连续稳定地输出信号。信号调理模块对接收到的信号经过信号拾取电路进行采集，融合，处理后输送给阈值设置比较模块，由阈值设置比较模块将被监测的气体浓度信号与预先设置在模块内的阈值(或国家环保标准)进行比较，当气体浓度超过所设定的阈值(或国家环保标准)时，以声光形式发出报警，并同时通过电源转换控制模块启动与其相连接的能迅速降低气体浓度的电器，以防止灾害发生。
本发明的优点在于，采用由加热器和多个单一气体传感器构成的气体传感器阵列，能同时对多种气体进行检测和监测，并可根据不同的监视环境还可方便地对气体传感器阵列中的单一气体传感器进行调换。自动温度控制模块能自动优化，选择气体传感器阵列最佳工作温度点，总以保证气体传感器阵列能最有效地工作，连续稳定地输出高质量的信号。对气体传感器阵列所发出的多组份气体信号由信号调理模块集中采集、融合、优化、处理，阈值设置比较模块迅速准确地进行判别，比较及时发出报警信号。避免了采用多路单一气体传感器报警系统之间存在的交叉敏感性干扰，提高了对多组份气体的检测和监测精度，而且大幅度降低了对多组份气体监测的成本。
附图是本发明实施例示意图，其中；
图1是本发明系统示意图；图2是本发明系统电路示意图。
现结合附图对本发明系统作进一步的描述。
本发明由自动温度控制模块1，加热器和气体传感器阵列2，信号调理模块3，阈值设置比较模块4，声光报警装置5，电器控制6，电源转换控制模块7组成。自动温度控制模块1由电阻R1，R2，R3，构成，其中电阻R1与加热器和气体传感器阵列2中的加热器91、92的一端连接，另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端与加热器91的另一端连接并和基准电压连通，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接并和基准电压连通，电阻R4的另一端与加热器92的另一端连接。加热器和气体传感器阵列2由气体传感器81、82、83和加热器91、92构成，其中气体传感器81、82、83为检测不同气体的传感器，它们的一端与基准电压连通，它们的另一端分别与信号调理模块3中的信号拾取电路101、102、103连接。信号拾取电路由可变电阻R5，电阻R6，R7，R8，电容C和差动放大器111，构成，其中可变电阻R5的一端和电阻R6的一端与基准电压连通，可变电阻R5和电阻R6及气体传感器81的另一端与电阻R7，R8的一端连接和电容C，差动放大器111并联连接，电阻R7，R8的另一端接地。阈值设置比较模块4由阈值设置比较器121，122，123和二极管G1，G2，G3构成，阈值设置比较器121，122，123的一端与差动放大器111，112，113的一端连接，它的另一端与二极管G1，G2，G3的一端连接，二极管G1，G2，G3的另一端与电源转换控制模块中的电阻R9的一端和电源转换开关连接。
在多组份气体环境中，本发明接通电源开始后，自动温度控制模块1根据加热器和气体传感器阵列2中选用的单一气体传感器情况快速自动优化和选择气体传感器阵列产生和气体浓度成正比的信号的最佳工作温度点，以保证气体传感器阵列能最有效地工作，连续稳定地输出信号。信号调理模块2对接收到的被监测气体信号进行采集，融合，放大处理后输送给阈值设置比较模4，由阈值设置比较模块将被监测的气体浓度信号与预先设置在模块内的阈值(或国家环保标准)进行比较，当被监测的气体浓度超过所设定的阈值(或国家环保标准)时，阈值设置比较模4发出信号，通过电源转换控制模块7启动声光报警5和电器控制6，以声光形式发出报警，启动能迅速降低气体浓度的电器，以防止意外事故发生。
权利要求
1.多组份气体监测系统，其特征在于；由自动温度控制模块(1)，加热器和气体传感器阵列(2)，信号调理模块，阈值设置比较模块(4)，声光报警装置(5)，电器控制(6)和电源转换控制模块(7)组成，自动温度控制模块(1)根据加热器和气体传感器阵列(2)中选用的单一气体传感器情况快速自动优化和选择气体传感器阵列产生与气体浓度成正比的信号的最佳工作温度点，气体传感器阵列(2)在最佳工作温度点，连续稳定地向信号调理模块(3)输出信号，信号调理模块(3)对接收到的被监测气体信号进行采集，融合，放大处理后输送给阈值设置比较模(4)，由阈值设置比较模块(4)将被监测的气体浓度信号与预先设置在模块内的阈值(或国家环保标准)进行比较，当被监测的气体浓度超过所设定的阈值(或国家环保标准)时，阈值设置比较模(4)向电源转换控制模块(7)发出信号，启动声光报警装置(5)和电器控制(6)。
2.根据权利要求1所述的气体监测系统其特征在于；加热器和气体传感器阵列(2)由加热器和多个单一气体传感器构成，单一气体传感器可根据被监测环境调换。
3.根据权利要求1所述的气体监测系统其特征在于；自动温度控制模块(1)由电阻R1，R2，R3，构成，其中电阻R1与加热器和气体传感器阵列(2)中的加热器91、92的一端连接，另一端与电阻R2的一端连接接地，电阻R2的另一端与电阻R3的一端与加热器91的另一端连接并和基准电压连通，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接并和基准电压连通，电阻R4的另一端与加热器92的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的气体监测系统其特征在于；信号调理模块(3)中的信号拾取电路由可变电阻R5，电阻R6，R7，R8，电容C和差动放大器111，构成，其中可变电阻R5的一端和电阻R6的一端与基准电压连通，可变电阻R5和电阻R6和电阻R6及气体传感器81的另一端与电阻R7，R8的一端连接并和电容C，差动放大器111并联连接，电阻R7，R8的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的气体监测系统其特征在于；由阈值设置比较器121，122，123和二极管G1，G2，G3构成，阈值设置比较器121，122，123的一端与差动放大器111，112，113的一端连接，它的另一端与二极管G1，G2，G3的一端连接，二极管G1，G2，G3的另一端与电源转换控制模块中的电阻R9的一端和电源转换开关连接。
全文摘要
多组份气体监测系统,由自动温度控制模块,加热器和气体传感器阵列,信号调理模块,阈值设置比较模块,声光报警装置,电器控制和电源转换控制模块组成,能同时对多种气体进行监测,自动温度控制模块能自动优化,选择气体传感器阵列最佳工作温度点,保证气体传感器阵列,连续稳定地输出高质量的信号,信号调理模块集中采集、处理多组份气体信号,并由阈值设置比较模块判别比较及时发出报警信号,对多组份气体的监测精度高,成本低。
文档编号G01N27/04GK1338628SQ0011959
公开日2002年3月6日 申请日期2000年8月10日 优先权日2000年8月10日
发明者王磊, Ahlers, 杨建华, 周庆 申请人:同济大学