一种多功能电子鼻在线监测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，包括单片机及其外围扩展电路组成单元，与该控制单元相连的采样电路、控制驱动电路、LCM液晶显示模块、声光报警模块及电源模块；控制驱动电路与进样系统相连，进样系统内设有传感器室，传感器室分别与控制驱动电路、采样电路相连；控制单元通过RS232接口与PC机相连。本实用新型用来实时监测环境中气体成分和浓度，尤其是危险环境中的一氧化碳、甲烷和二氧化碳的浓度检测，以确保处在这种环境的人的安全。
【专利说明】一种多功能电子鼻在线监测仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多功能电子鼻在线监测仪。
【背景技术】
[0002]电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器室和适当的模式识别系统组成、能够识别简单或复杂气味的仪器。电子鼻可应用在环境监测、食品工业、航空航天等方面。
[0003]近年来随着经济的快速发展和工业化进程的不断加快，大气污染问题日趋严重，在一些特殊行业，如煤矿井下瓦斯环境气体检测、火灾现场的消防员经常要处于的浓烟环境，以及其他可能存在有毒气体泄漏情况的环境下，工作人员们的生命安全受到严重威胁，而实时监测其所处环境的有毒气体浓度及实时判定他们是否需要撤离现场或采取相应的防范措施变得非常重要。现有电子鼻经常存在价格较高、使用不便、检测精度不高、气体鉴别分析效果不佳、实时性和有效性较差等缺点。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低廉，使用方便，安全实时有效的多功能电子鼻在线监测仪。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:提供一种多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，包括单片机及其外围扩展电路组成单元，与该控制单元相连的采样电路、控制驱动电路、LCM液晶显示模块、声光报警模块及电源模块；控制驱动电路与进样系统相连，进样系统内设有传感器室，传感器室分别与控制驱动电路、采样电路相连；控制单元通过RS232接口与PC机相连。
[0006]优选地，所述进样系统包括与出气口连接的薄膜泵，薄膜泵通过流量计与传感器室连接，传感器室通过两个并列连接的第一电磁阀、进样室与进气口连通，进样室两侧分别串联第二电磁阀及第三电磁阀。
[0007]优选地，所述采样电路由气敏传感器室、传感器工作电压调节电路和信号处理电路组成。
[0008]进一步地，所述采样电路内设有MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器，MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器设于气敏传感器室内。
[0009]优选地，所述电源模块的接口电路采用TI公司的同步升压转换器TPS61070，TPS61070的VBAT端、EN端与第一电容连接，Sff端与第一个电感相连，VOUT端通过第一电阻与FB端相连后通过第二电阻接地，VOUT端同时与第二个电容相连后接Vo。它具有外接元件简单，转换效率高，带关断功能等特点。
[0010]本实用新型具有检测气体范围广，检测精度高，与普通探测器相比，具有快速、定性、定量和实时监测的优点精度，还有抗干扰性好，不易受杂气影响而误警，检测灵敏度高的使用无线通信可实现远程报警和控制，保证信息的实时性和有效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的连接示意图；
[0012]图2为进样系统的结构示意图；
[0013]图3为采样电路结构示意图；
[0014]图4为电源模块的电路图。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，为本实用新型的提供的一种多功能电子鼻在线监测仪的结构示意图，包括单片机及其外围扩展电路组成单元，与该控制单元相连的采样电路、控制驱动电路、LCM液晶显示模块、声光报警模块及电源模块；控制驱动电路与进样系统相连，进样系统内设有传感器室，传感器室分别与控制驱动电路、采样电路相连；控制单元通过RS232接口与PC机相连。控制驱动电路包括气敏传感器的加热电路、阀门和薄膜泵的控制驱动。
[0018]检测二氧化碳气体的MG811 二氧化碳气体传感器的特点有:
[0019](I)具有TTL电平信号灯输出指示，工作电压信号灯指示；
[0020](2)双路信号输出(模拟量信号和TTL高低电平信号)；
[0021](3)TTL电平输出为低电平有效。(当检测气体浓度超过设定值时，蜂鸣器响应报警);
[0022](4)模拟量输出电压O?2V，浓度越低输出电压越高；
[0023](5)对二氧化碳具有很高的灵敏度和良好的选择性；
[0024](6)具有长期的使用寿命和可靠的稳定性，快速的响应恢复特性；
[0025](7)陶瓷探头可以插拔设计，方便更换，隔热散热更好。
[0026]检测一氧化碳和甲烷这两种气体的TGS3870气敏传感器的特点有:
[0027](I)尺寸小，低功耗，甲烷和一氧化碳两种气体组合；
[0028](2)高灵敏度；
[0029](3)对酒精等挥发性气体抗干扰性好；
[0030](4)低成本，高寿命。
[0031]如图2所示，进样系统包括与出气口连接的薄膜泵，薄膜泵通过流量计与传感器室连接，传感器室通过两个并列连接的第一电磁阀、进样室与进气口连通，进样室两侧分别串联第二电磁阀及第三电磁阀。传感器固定在传感器室的支架上。该系统采用压缩空气作为载气，控制单元的控制下，通过改变三个电磁阀的开关状态，将样本由样本室送入传感器室。
[0032]如图3所示，采样电路由气敏传感器室、传感器工作电压调节电路和信号处理电路组成，将气体信号转化为模拟的电信号；再通过单片机内部A/D转换器将从检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后再送入单片机；单片机对该数字信号进行处理分析，然后通过RS232接口送入PC机进行上位机显示。采样电路内设有MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器，MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器安装在气敏传感器室内。
[0033]如图4所示，电源模块的接口电路采用TI公司的同步升压转换器TPS61070，TPS61070的VBAT端、EN端与第一电容Cl连接，Sff端与第一个电感LI相连，VOUT端通过第一电阻Rl与FB端相连后通过第二电阻R2接地，VOUT端同时与第二个电容C2相连后接Vo，将输入电压升高到一定电压，再使用AMS1117-3.3把电压稳定在3.3V。它具有外接元件简单，转换效率高，带关断功能等特点。
【权利要求】
1.一种多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，包括单片机及其外围扩展电路组成单元，与该控制单元相连的采样电路、控制驱动电路、LCM液晶显示模块、声光报警模块及电源模块；控制驱动电路与进样系统相连，进样系统内设有传感器室，传感器室分别与控制驱动电路、采样电路相连；控制单元通过RS232接口与PC机相连。
2.如权利要求1所述的多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，所述进样系统包括与出气口连接的薄膜泵，薄膜泵通过流量计与传感器室连接，传感器室通过两个并列连接的第一电磁阀、进样室与进气口连通，进样室两侧分别串联第二电磁阀及第三电磁阀。
3.如权利要求1所述的多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，所述采样电路由气敏传感器室、传感器工作电压调节电路和信号处理电路组成。
4.如权利要求3所述的多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，所述采样电路内设有MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器，MG811 二氧化碳气体感应探头和TGS3870气敏传感器设于气敏传感器室内。
5.如权利要求1所述的多功能电子鼻在线监测仪，其特征在于，所述电源模块的接口电路采用TI公司的同步升压转换器TPS61070，TPS61070的VBAT端、EN端与第一电容(Cl)连接，SW端与第一个电感(LI)相连，VOUT端通过第一电阻(Rl)与FB端相连后通过第二电阻(R2)接地，VOUT端同时与第二个电容(C2)相连后接Vo。
【文档编号】G01N33/00GK203929742SQ201420293673
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】吴会彬, 赵曙光, 郭瑞 申请人:东华大学