气体监测系统的信号调理板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种气体监测系统;特别设及一种气体监测系统中的数据采集与 数据转换的信号调理板。
【背景技术】
[0002] 烟气在线连续监测系统（简称为CEMS系统）。目前，市场上的CEMS系统均为集成系 统。分别由3、4个传感器监测相应的污染物参数，然后，将各个参数统一传输到工控机的监 测软件上进行显示。
[0003] 由于各个传感器的生产厂家均不同，传输的信号模式也不同，因此，很多厂家均采 用信号转换模块来实现运一功能，而且，转换模块的功能很单一，所W，就要用到多个不同 类型的转换模块，例如，进行相应的V/I、I/V转换、隔离输出等，作为板卡与外围设备的转接 桥梁，完成输入/输出的控制工作在信号传输时需要做很多复杂的调试工作。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是，克服已有技术缺陷，提供一种多组模拟信号 和数字信号同时输入和输出，并且不产生相互干扰的数据采集与转换信号调理板。
[0005] 本实用新型所采用的技术方案是，一种气体监测系统的信号调理板，包括，模拟信 号通道输入电路、数字信号通道输入电路、输入模拟信号整形电路、输入数字信号整形电 路、模拟信号通道输出电路、数字信号通道输出电路和电源电路单元，所述的模拟信号通道 输入电路通过输入模拟信号整形电路与模拟信号通道输出电路电连接;数字信号通道输入 电路通过输入数字信号整形电路与数字信号通道输出电路电连接，电源电路单元为上述各 电路提供电力。
[0006] 所述模拟信号通道输入电路10有18路，
[0007] 其中，模拟信号输入通道输入电压为1--5至10V的，有2路，通过参考端设置其输 出，
[000引模拟信号输入通道输入电流为4--20mA的，有16路，
[0009] 模拟信号通道输出电路50有18路，
[0010] 其中，模拟信号输出通道输出电压为4--20mA的，有2路，
[0011] 模拟信号输出通道输出电压为1--5V的，有16路；
[0012] 数字信号通道输入电路20和数字信号通道输出电路60分别各有16路，数字信号通 道输入和输出电压均为0或5V;所述输入模拟信号整形电路30包括，输入模拟信号滤波电路 和输入模拟信号电压跟随电路，输入模拟信号经所述输入模拟信号滤波电路，再通过输入 模拟信号电压跟随电路后输出；所述输入数字信号整形电路40包括，数字信号指示电路和 数字信号与输出隔离电路;输入的数字信号经所述数字信号指示电路和数字信号与输出隔 离电路后，输出信号与输入信号完全隔离，数字信号通道输出电路60由数字信号输出继电 器电路构成;所述电源电路单元70提供的电压分别为±12V和24V;输出的数字信号地线与 模拟信号地线之间采用ο Ω电阻相连接。
[0013] 所述输出隔离电路采用的集成电路为光电禪合器，型号是化Ρ521-4;所述数字信 号输出继电器电路中的二极管D17为续流二极管，型号是1Ν4007,输出继电器的型号是 HRS4H-12V〇
[0014] 本调理板还设置有输入/输出接口端子(J0-J9)，可分别与调理板外部的板卡相互 连接;其中，输入/输出接口端子(J0-J4)采用20PIN接线端子弯座，输入/输出接口端子(J6) 采用DB68的高速数据线连接座，输入/输出接口端子〇5、17、於和19)采用可直接连接导线 的接线端子座。
[0015] 本实用新型的有益效果是，通过采用将输入的数字信号与模拟信号的转换集成到 一起，和充分的隔离抗干扰的技术方案，实现多组模拟信号和数字信号的同时输入和输出， 不产生相互干扰;并且能够直接配合计算机板卡使用，在计算机板卡的测试驱动软件上，能 够直接观察输入信号和控制输出信号，使用方便。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型电路组成的方框示意图；
[0017] 图2是本实用新型的输入模拟信号整形电路(16路）；
[0018] 图3是本实用新型数字通道的数字信号指示电路(16路）；
[0019] 图4是本实用新型数字通道的继电器输出选择跳线端子图（6路）；
[0020] 图5是本实用新型数字通道的数字信号与输出隔离电路(16路）；
[0021 ]图6是本实用新型数字通道的数字信号输出继电器电路(16路）；
[0022] 图7是本实用新型参考模拟信号通道输出的1个通道的原理图（2路）；
[0023] 图8是本实用新型的电源电路单元供电指示电路的原理图；
[0024] 图9是本实用新型模拟信号通道输出的每个通道运放的供电设置的电容滤波处理 电路；
[0025] 图10是本实用新型的电源供电滤波电路的原理图；
[00%]图11是本实用新型调理板的布局图。
[0027] 图中；
[0028] 10、模拟信号通道输入电路20、数字信号通道输入电路
[0029] 30、输入模拟信号整形电路40、输入数字信号整形电路
[0030] 50、模拟信号通道输出电路60、数字信号通道输出电路
[0031] 70、电源电路单元。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明：
[0033] 图1是本实用新型电路组成的方框示意图；如图1所示，本实用新型一种气体监测 系统的信号调理板，包括，模拟信号通道输入电路10、数字信号通道输入电路20、输入模拟 信号整形电路30、输入数字信号整形电路40、模拟信号通道输出电路50、数字信号通道输出 电路60和电源电路单元70,所述的模拟信号通道输入电路10通过输入模拟信号整形电路30 与模拟信号通道输出电路50电连接;数字信号通道输入电路20通过输入数字信号整形电路 40与数字信号通道输出电路60电连接，电源电路单元70为上述各电路提供电力。
[0034] 所述模拟信号通道输入电路10有18路，
[0035] 其中，参考模拟信号输入通道输入电压为1--5V至10V的，有2路，
[0036] 模拟信号输入通道输入电流为4--20mA的，有16路，
[0037] 模拟信号通道输出电路50有18路，
[0038] 其中，参考模拟信号输出通道输出电压为1 --5V至10V的，有2路，
[0039] 模拟信号输出通道输出电压为1 --5V的，有16路；
[0040] 数字信号通道输入电路20和数字信号通道输出电路60分别各有16路，数字信号通 道输入和输出电压均为0或5V;所述输入模拟信号整形电路30包括，输入模拟信号滤波电路 和输入模拟信号电压跟随电路，输入模拟信号经所述输入模拟信号滤波电路，再通过输入 模拟信号电压跟随电路后具有较强的带负载能力;所述输入数字信号整形电路40包括，数 字信号指示电路和数字信号与输出隔离电路，输入的数字信号经所述数字信号指示电路和 数字信号与输出隔离电路后，实现输出信号与输入信号的完全隔离，在通过由数字信号输 出继电器电路构成的数字信号通道输出电路60后具有较强的抗干扰性;所述电源电路单元 70提供的电压分别为12V，-12V和24V;输出的数字信号地线与模拟信号地线之间采用0Ω电 阻相连接，有效降低了共地干扰。
[0041] 所述输出隔离电路采用的集成电路为光电禪合器，型号是化P521-4;所述数字信 号输出继电器电路中的二极管D17为继电器的续流二极管，型号是1N4007,输出继电器的型 号是 HRS4H - 12V。
[0042] 本实用新型调理板还设置有输入/输出接口端子(J0-J9)，可分别与调理板外部的 板卡相互连接;其中，输入/输出接口端子(J0-J4)采用20PIN接线端子弯座，输入/输出接口 端子(J6)采用DB68的高速数据线连接座，输入/输出接口端子〇5、17、扔和19)采用可直接 连接导线的接线端子座。
[0043] 图2是本实用新型的输入模拟信号整形电路（16路）；如图2所示，在信号输入端采 用二极管D1(型号4736)来进行稳压，可W保证输出的信号电压符合要求，而不会烧毁外部 板卡数/模转换电路的A/D部分。输入信号10+通过电阻R17和电容C1，输入信号I 1 +通过电 阻R18和电容C2分别组成的RC低通网络来进行对输入电流模拟信号的电压跟随和滤波，左 侧的可调电阻R1和右侧的可调电阻R2为转换电压所用的可调电位器，通过调整电位器的阻 值，可W得到相应的电压信号U1A和U1B，集成电路U1采用线性放大器LM358作为电压输出的 跟随器，W提高模拟信号输出的带负载能力，其输出可W通过输入/输出接口端子(J0-J4) 直接接驳外部的A/D转换卡等，解决了 A/D转换前用RC滤波不稳定的问题，供外部的工控机 进行数据采集，本电路主要应用于4--20毫安的信号采集端，使其转换为1--5V电压。
[0044] 图11是本实用新型调理板的布局图；如图11所示，通过模拟电压输出参考端，可W 进行输出电压的调节，如，调理板布局图的J7端子，可W对S02、N0(N0X)的板卡输出的信号 进行输出设