一种多工位气体检测仪检定机控制装置的制作方法

本实用新型属于气体检测仪检定技术领域，尤其是涉及一种多工位气体检测仪检定机控制装置。

背景技术：

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测仪器仪表，主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体浓度。近年来气体检测仪广泛应用于石油化工、安全环保、化学工业等各个行业，尤其在石油化工中的使用更为广泛。气体检测仪对预防灾难性事故的发生起关键作用，气体检测仪一旦出现显示错误或数值偏差较大的情况，则将会造成人员伤亡、环境污染、停工停产等重大工业事故，导致人民生命安全和国家财产受到损害。因此，气体检测仪是否正常工作直接关系企业的财产安全和现场作业人员的生命安全。

气体检测仪的检定一般为新购气体检测仪的首次检定和气体检测仪周期检定工作，但是国内对于气体检测仪的检定目前仍处在人工手动操作检定阶段。现如今未出现一种多工位气体检测仪检定机对气体检测仪进行检定，因而现如今缺少一种结构简单、设计合理且操作简便的多工位气体检测仪检定机控制装置，实现对气体检测仪的供电和气体检测仪检测到浓度产生的电流信号的采集，从而完成对多个气体检测仪的检定，降低劳动强度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其结构简单、设计合理且使用效果好，实现对气体检测仪的供电和检测到浓度产生的电流信号的采集，从而完成对多个气体检测仪的检定，降低劳动强度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：包括微控制器、与微控制器相接的时钟模块、为微控制器与多个气体检测仪供电的电源模块以及用于检测气体检测仪电流电压信号的电流电压检测模块，所述电源模块包括为微控制器供电的第一供电模块和为气体检测仪供电且与所述第一供电模块相接的第二供电模块，所述第一供电模块包括依次连接的市电、降压整流模块和电压转换电路，所述第二供电模块包括D/A转换模块和与D/A转换模块输出端相接的电压调节电路，所述电压调节电路的输出端与气体检测仪的供电端相接，所述D/A转换模块的输入端与微控制器的输出端相接，所述电流电压检测模块包括用于对气体检测仪的供电电压进行检测的电压传感器、用于对气体检测仪输出的电流信号进行处理的电流信号处理电路以及与电压传感器的输出端和电流信号处理电路的输出端均相接的A/D转换模块，所述A/D转换模块的输出端与微控制器的输入端相接；

所述微控制器的输入端接有按键操作模块和传感器组件，所述微控制器的输出端接有显示屏和控制供气机构为气体检测仪通气的电磁阀组件。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述供气机构包括供气瓶和气体分配阀，所述供气瓶通过供气管与气体分配阀的入口连接，所述气体分配阀的出口设置多个通气管，所述通气管与气体检测仪连接，所述电磁阀组件包括安装在供气管上的第一电磁阀和安装在通气管上的第二电磁阀；

所述传感器组件包括安装在通气管上的流量传感器、安装在所述供气管上且用于检测供气瓶出口压力的第一压力传感器和用于检测供气瓶减压后压力的第二压力传感器，所述第一电磁阀和第二电磁阀均由微控制器进行控制，所述第一压力传感器、第二压力传感器和流量传感器均与微控制器相接。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述供气管上设置有减压阀，所述第一压力传感器位于供气瓶与减压阀之间，所述第二压力传感器位于所述减压阀与气体分配阀之间。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述降压整流模块包括变压器T1和整流桥D1，所述变压器T1的初级线圈的一端与市电的一端相接，所述变压器T1的初级线圈的另一端与市电的另一端相接，所述变压器T1的次级线圈的两端与所述整流桥D1的两个交流输入端分别相接；

所述电压转换电路包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路经电容C2接地，另一路与所述整流桥D1的正直流输出端相接；所述芯片LM7805的Vin引脚和所述整流桥D1的正直流输出端之间的连接点为+12V直流电源端，所述芯片LM7805的GND引脚和所述整流桥D1的负直流输出端均接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分两路，一路为5V电源输出端，另一路经电容C1接地。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述D/A 转换模块包括芯片DAC0832和芯片LM336BZ-5.0V，所述芯片DAC0832的第 1引脚、第7引脚、第6引脚、第5引脚、第4引脚、第16引脚、第15 引脚、第14引脚和第13引脚均与微控制器相接，所述芯片DAC0832的第 2引脚、第18引脚和第17引脚均接地，所述芯片DAC0832的第19引脚和第20引脚接+12V电源输出端，所述芯片DAC0832的第3引脚和第10引脚均接地，所述芯片DAC0832的第8引脚与滑动电阻R6的一端相接，所述芯片LM336BZ-5.0V的第1引脚接地，所述芯片LM336BZ-5.0V的第2引脚分两路，一路接+12V电源输出端，另一路经电容C4接地；所述芯片 LM336BZ-5.0V的第3引脚与滑动电阻R6的滑动端相接，所述滑动电阻R6 的另一端接地，所述芯片DAC0832的第11引脚为D/A转换模块的输出端；

所述电压调节电路包括运放OP07和芯片LM317，所述运放OP07的正相输入端与电阻R8的一端相接，所述电阻R8的另一端分两路，一路与D/A 转换模块的输出端相接，另一路经电容C6接地；所述运放OP07的反相输入端分两路，一路经电阻R4接地，另一路与电阻R2的一端相接；所述运放OP07的输出端与电阻R5的一端相接，所述芯片LM317的第1引脚分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电容C3接地；所述芯片LM317 的第2引脚分三路，一路与电阻R3的一端相接，另一路与滑动电阻R7的一端与滑动电阻R7的滑动端的连接端相接，第三路与电阻R5的另一端相接；所述滑动电阻R7的另一端接地，所述芯片LM317的第3引脚分四路，第一路与电阻R3的另一端相接，第二路与电阻R2的另一端相接，第三路经电容C5接地，第四路为电压调节电路的输出端。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述电流信号处理电路包括型号为LM358的运放U6B和型号为LM358的运放U6A，所述运放U6B的正相输入端分两路，一路经电容C7接地，另一路与电阻 R12的一端相接；所述电阻R12的另一端为电流信号处理电路的输入端，所述运放U6B的输出端分两路，一路与所述运放U6B的反相输入端相接，另一路与电阻R11的一端相接；所述运放U6A的正相输入端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电阻R11的另一端相接；所述运放U6A的反相输入端经电阻R10接地，所述运放U6A的输出端分四路，第一路经电阻R9 与所述运放U6A的反相输入端相接，第二路为电流信号处理电路的输出端，第三路与二极管D3的阳极相接，第四路与二极管D4的阴极相接，所述二极管D3的阴极接3.3V电源输出端，所述二极管D4的阳极接地。

上述的一种多工位气体检测仪检定机控制装置，其特征在于：所述A/D 转换模块包括芯片ADC0832，所述芯片ADC0832的第3引脚与电流信号处理电路的输出端相接，所述芯片ADC0832的第2引脚与电压传感器的输出端相接，所述芯片ADC0832的第5引脚和第6引脚均与微控制器相接，所述芯片ADC0832的第1引脚和第4引脚均接地，所述芯片ADC0832的第8 接5V电源输出端。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设置供电模块，既能满足微控制器的供电，又能满足多个气体检测仪的供电，从而便于对多个气体检测仪的检定，适应当前大批量气体检测仪快速检定的需要。

2、本实用新型中设置电流信号处理模块，是为了对气体检测仪检测到浓度产生的电流信号进行采集，从而实现气体检测仪的浓度测试值的检测，适应固定式气体检测仪快速检定的需要。

3、本实用新型中第二供电模块包括D/A转换模块和电压调节电路，从而能对电压调节电路输出的电压进行调节，以满足不同种类的固定式气体检测仪的供电需求，适应范围广。

4、本实用新型中设置传感器组件和电磁阀组件，实现供气机构的控制，满足固定式气体检测仪通气需求，且控制简单。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用效果好，实现对气体检测仪的供电和检测到浓度产生的电流信号的采集，从而完成对多个气体检测仪的检定，降低劳动强度。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型供气机构、传感器组件和电磁阀组件的结构示意图。

图3为本实用新型第一供电模块的电路原理图。

图4为本实用新型D/A转换模块的电路原理图。

图5为本实用新型电压调节电路的电路原理图。

图6为本实用新型电流信号处理电路的电路原理图。

图7为本实用新型A/D转换模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—微控制器； 2—第一压力传感器； 3—第二压力传感器；

4—流量传感器； 5—按键操作模块； 6—电流信号处理电路；

7—第二供电模块； 8—D/A转换模块； 9—电压调节电路；

10—气体检测仪； 11—A/D转换模块； 12—电压传感器；

13—显示屏； 14—电压转换电路； 15—降压整流模块；

16—第一电磁阀； 17—市电； 18—通气管；

19—第二电磁阀； 20—时钟模块； 21—供气瓶；

22—减压阀； 23—气体分配阀； 24—供气管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括微控制器1、与微控制器1相接的时钟模块20、为微控制器1与多个气体检测仪10供电的电源模块以及用于检测气体检测仪10电流电压信号的电流电压检测模块，所述电源模块包括为微控制器1供电的第一供电模块和为气体检测仪10供电且与所述第一供电模块相接的第二供电模块7，所述第一供电模块包括依次连接的市电17、降压整流模块15和电压转换电路14，所述第二供电模块7包括D/A转换模块8和与D/A 转换模块8输出端相接的电压调节电路9，所述电压调节电路9的输出端与气体检测仪10的供电端相接，所述D/A转换模块8的输入端与微控制器1的输出端相接，所述电流电压检测模块包括用于对气体检测仪10的供电电压进行检测的电压传感器12、用于对气体检测仪10输出的电流信号进行处理的电流信号处理电路6以及与电压传感器12的输出端和电流信号处理电路6的输出端均相接的A/D转换模块11，所述A/D转换模块11的输出端与微控制器1的输入端相接；

所述微控制器1的输入端接有按键操作模块和传感器组件，所述微控制器1的输出端接有显示屏13和控制供气机构为气体检测仪10通气的电磁阀组件。

如图2所示，本实施例中，所述供气机构包括供气瓶21和气体分配阀 23，所述供气瓶21通过供气管24与气体分配阀23的入口连接，所述气体分配阀23的出口设置多个通气管18，所述通气管18与气体检测仪10连接，所述电磁阀组件包括安装在供气管24上的第一电磁阀16和安装在通气管18 上的第二电磁阀19；

所述传感器组件包括安装在通气管18上的流量传感器4、安装在所述供气管24上且用于检测供气瓶21出口压力的第一压力传感器2和用于检测供气瓶21减压后压力的第二压力传感器3，所述第一电磁阀16和第二电磁阀 19均由微控制器1进行控制，所述第一压力传感器2、第二压力传感器3和流量传感器4均与微控制器1相接。

如图2所示，本实施例中，所述供气管24上设置有减压阀22，所述第一压力传感器2位于供气瓶21与减压阀22之间，所述第二压力传感器3位于所述减压阀22与气体分配阀23之间。

如图3所示，本实施例中，所述降压整流模块15包括变压器T1和整流桥D1，所述变压器T1的初级线圈的一端与市电17的一端相接，所述变压器 T1的初级线圈的另一端与市电17的另一端相接，所述变压器T1的次级线圈的两端与所述整流桥D1的两个交流输入端分别相接；

所述电压转换电路14包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路经电容C2接地，另一路与所述整流桥D1的正直流输出端相接；所述芯片LM7805的Vin引脚和所述整流桥D1的正直流输出端之间的连接点为+12V直流电源端，所述芯片LM7805的GND引脚和所述整流桥D1的负直流输出端均接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分两路，一路为5V电源输出端，另一路经电容C1接地。

如图4和图5所示，本实施例中，所述D/A转换模块8包括芯片DAC0832 和芯片LM336BZ-5.0V，所述芯片DAC0832的第1引脚、第7引脚、第6引脚、第5引脚、第4引脚、第16引脚、第15引脚、第14引脚和第13引脚均与微控制器1相接，所述芯片DAC0832的第2引脚、第18引脚和第17引脚均接地，所述芯片DAC0832的第19引脚和第20引脚接+12V电源输出端，所述芯片DAC0832的第3引脚和第10引脚均接地，所述芯片DAC0832的第8引脚与滑动电阻R6的一端相接，所述芯片LM336BZ-5.0V的第1引脚接地，所述芯片LM336BZ-5.0V的第2引脚分两路，一路接+12V电源输出端，另一路经电容C4接地；所述芯片LM336BZ-5.0V的第3引脚与滑动电阻R6的滑动端相接，所述滑动电阻R6的另一端接地，所述芯片DAC0832的第11引脚为D/A 转换模块8的输出端；

所述电压调节电路9包括运放OP07和芯片LM317，所述运放OP07的正相输入端与电阻R8的一端相接，所述电阻R8的另一端分两路，一路与D/A 转换模块8的输出端相接，另一路经电容C6接地；所述运放OP07的反相输入端分两路，一路经电阻R4接地，另一路与电阻R2的一端相接；所述运放 OP07的输出端与电阻R5的一端相接，所述芯片LM317的第1引脚分两路，一路与5V电源输出端相接，另一路经电容C3接地；所述芯片LM317的第2 引脚分三路，一路与电阻R3的一端相接，另一路与滑动电阻R7的一端与滑动电阻R7的滑动端的连接端相接，第三路与电阻R5的另一端相接；所述滑动电阻R7的另一端接地，所述芯片LM317的第3引脚分四路，第一路与电阻 R3的另一端相接，第二路与电阻R2的另一端相接，第三路经电容C5接地，第四路为电压调节电路9的输出端。

本实施例中，所述微控制器1为STC89C52单片机。

本实施例中，所述芯片DAC0832的第1引脚、第7引脚、第6引脚、第 5引脚、第4引脚、第16引脚、第15引脚、第14引脚和第13引脚分别与微控制器1的P3.0引脚、P1.0引脚、P1.1引脚、P1.2引脚、P1.3引脚、P1.4 引脚、P1.5引脚、P1.6引脚和P1.7引脚相接。

如图6所示，本实施例中，所述电流信号处理电路6包括型号为LM358 的运放U6B和型号为LM358的运放U6A，所述运放U6B的正相输入端分两路，一路经电容C7接地，另一路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端为电流信号处理电路6的输入端，所述运放U6B的输出端分两路，一路与所述运放U6B的反相输入端相接，另一路与电阻R11的一端相接；所述运放U6A 的正相输入端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电阻R11的另一端相接；所述运放U6A的反相输入端经电阻R10接地，所述运放U6A的输出端分四路，第一路经电阻R9与所述运放U6A的反相输入端相接，第二路为电流信号处理电路6的输出端，第三路与二极管D3的阳极相接，第四路与二极管 D4的阴极相接，所述二极管D3的阴极接3.3V电源输出端，所述二极管D4 的阳极接地。

如图7所示，本实施例中，所述A/D转换模块11包括芯片ADC0832，所述芯片ADC0832的第3引脚与电流信号处理电路6的输出端相接，所述芯片 ADC0832的第2引脚与电压传感器12的输出端相接，所述芯片ADC0832的第 5引脚和第6引脚均与微控制器1相接，所述芯片ADC0832的第1引脚和第4 引脚均接地，所述芯片ADC0832的第8接5V电源输出端。

本实施例中，所述芯片ADC0832的第5引脚与微控制器1相的P2.7引脚相接，所述芯片ADC0832的第6引脚与微控制器1相的P2.5引脚相接。

本实施例中，电压传感器12为BJHVS025A霍尔电压传感器。

本实施例中，设置因为供气瓶21的出口压在10MPa～15MPa，不能满足检定要求，因此设置减压阀22，将供气瓶21的出口压减少直至所述供气管出口的压力为0.2MPa～0.3MPa。

本实施例中，设置第一压力传感器2对供气瓶21出口压力进行检测，当第一压力传感器2检测到的出口压力小于出口压力设定值，供气瓶21 内气体不足，需要更换供气瓶21；第二压力传感器3对减压后的压力进行检测，当第二压力传感器3检测到的减压后的压力不符合减压后压力设定值，工作人员需要进行调节，避免减压后压力不满足气体检测检定要求。

本实施例中，在为气体检测仪14通气的过程中，流量传感器4对通气管18内的流量进行检测，以使流量传感器17检测到流量符合流量设定值；

本实施例中，第一压力传感器2和第二压力传感器3均为KGY5型气体压力传感器。

本实施例中，流量传感器4为质量流量计。

本实施例中，所述时钟模块20包括时钟芯片DS1302，是为了在对气体检测仪10检定的过程中进行定时。

本实施例中，所述气体分配阀23为一位四通阀，且所述气体分配阀23 为一进多出的切换阀。

本实施例中，显示屏13的设置，是为了对浓度测量值、标准气体的浓度值和供电电压进行显示，便于查看。

本实用新型具体使用时，市电17经过降压整流模块15输出12V直流电，12V直流电经过电压转换电路14转换为5V直流电供给微控制器1，微控制器1进入工作状态，同时，通过按键操作模块5中电压输入按键，输入气体检测仪10所需的供电电压，微控制器1得到供电电压，并经过 A/D转换模块转换为电压模拟信号，并将转换后的电压模拟信号输送至电压调节电路9，经过电压调节电路9的调节输出所需的供电电压给气体检测仪10的供电端，实现对气体检测仪10的供电；当需要为多个气体检测仪10通标准浓度气体时，微控制器1控制第一电磁阀16和第二电磁阀19 闭合，供气瓶21经过气体分配阀24和多个通气管18为多个气体检测仪 10通标准浓度气体，气体检测仪10在检测到标准气体时，并将检测到的标准气体浓度转换为电流信号输出，气体检测仪10输出的电流信号经过电流信号处理电路进行滤波处理，并发送至A/D转换模块11，经过A/D 转换模块11的模数转换，并将转换后的电流数字信号发送至微控制器1，微控制器1将得到的电流数字信号处理得到浓度测量值，微控制器1将得到的浓度测量值与供气瓶21中提供的标准气体的浓度进行比较，从而判断气体检测仪10是否合格，从而完成对多个气体检测仪的检定，降低劳动强度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。