专利名称：气体安全检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种气体检测仪器，尤其是用于煤矿中对瓦斯等气体的安全检测仪。
背景技术：
目前煤矿中用于对瓦斯等气体的检测主要有2种方法。一是目前绝大多数煤矿普遍采用的传统的瓦斯或其它气体检测仪，由安检员在矿井作现场检测，一旦发现气体浓度超标，便通知管理部门处理。即，人工分散采集，人工数据处理。这种方式造价低、投资省，检测地点灵活，但对企业管理及安检人员的品德素质要求较高，工作量大，很难避免“跑班漏检”及数据失实，也就难以杜绝重大事故的发生；二是采用“矿井抽放瓦斯工程”，在矿井中敷设管道，将相关检测点的实际气体通过泵站抽至检测分析地点进行分析或实测，并使用管理软件，在管理部门直接反映显示在管理计算机界面上。即，系统分散采集，计算机集中处理。采用该种方法可实时检测相应检测点的气体浓度，使管理管道所到之处全部处于监控之下，对于检测数据可以方便地进行分析处理，方便管理部门迅速作出相应反应。但该工程投资大，其灵活性、移动性、延伸性差，施工较为困难且维护工作量较大。对于一些突发地段或场所，凡在工程气体采集点以外的一些地方，仍只能采用常规检测仪作为该系统的补充。
发明内容
本实用新型所要的解决的技术问题在于重新设计传统气体安全检测仪，并引用地址信息读取技术(亦即TOUCH MEMORY(iButton)技术)，使其具有测试地点确立，测试地点记录，检测数据保存，检测时间保存等功能，从而使检测工作更规范，杜绝“跑班漏检”现象。
为解决上述技术问题，本实用新型气体安全检测仪包括控制电路和分别与之相连的有害气体检测电路、数码显示电路、声光提示电路、数据存储电路、通信接口电路、时钟电路及电源，所述的通信接口电路包括外部地址信息的通信接口电路和检测仪与计算机间数据通信接口电路。
上述气体安全检测仪，所述的控制电路由MSP430F133单片机、一晶体B3、两电容C13、C14和IMP809R复位器及电阻R47、编程接口等组成，复位器的RST端与R47串接后接单片机的NMI/RS端口，晶体B3二端分别与单片机XIN和XO/TC端相连，然后B3二端对地接电容C13、C14，B3、C13、C14和单片机内部的反相电路组成振荡电路为控制芯片MSP430F133提供工作所需的振荡信号，所述数码电路的12个外连端线分别与MSP430F133单片机的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相连，所述单片机的DVCC、VER+、AVCC端接入电源中稳压电源的输出端，P3.6端口作为声响指示器HA的控制端口与所述声光提示电路相连，P1.6端口作为传感器电路电源控制端口与有害气体检测电路相连，P6.3/A3端口与所述有害气体检测电路中的放大器输出相连，P6.4/A4端口是电池电压检测端口，与取样电阻R27、R28相连，P2.0、P2.4端口是按键开关信号的输入口，P2.7端口是电源电子开关的控制端口，所述编程接口XJ分别与单片机MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相连，所述单片机的P3.3端口和P3.7端口为所述声光提示电路的发光管的控制输出端口；所述的数据存储电路是一AT45DB081存储器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分别与单片机的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相连，其VCC端和/WP端接电源的输出端；所述的外部地址信息通信接口电路由通信接口XP、电阻R38、稳压管V17组成，稳压管V17一端接P1.7一端接地，上拉电阻R38一端接电源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的检测仪与计算机间数据通信接口电路同时作为充电电路，由通信充电连接端口XS、电阻R48、两稳压管V24、V25和二极管V22组成，第一个XS端口接二极管V22后与电源电路中电子开关电路和电池相连，电阻R48一端接电源，另一端同时与XS的第三个端口和单片机的P3.5相连，稳压管V24、V25一端与地相连，其另一端分别与单片机的P3.4、P3.5端口相连，并同时连接XS的第二、第三端口；所述时钟电路主要由X1203集成芯片、晶体B2、两电容C7、C8和两电阻R34、R35及后备电源G1组成，晶体B2与电阻R34并联，其并联电路一端与X1203的X1端相连，另一端通过电阻R35与X1203的X2相连，并联电路的两端对地分别接电容C7、C8，电池G1负极接地，电池G1正极接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分别与单片机的P1.1、P1.0、P1.2端口相连，X1203芯片的VCC端接入电源电路的输出端。
由于在本实用新型的气体安全检测仪中增加了时钟电路、地址信息读取电路、数据存储电路和与计算机的通信电路，当在煤矿中进行实地气体检测时，将气体安全检测仪的地址信息通信端口XP与采集点中固定的地址信息部件相连，从中读取信息钮地址信息，同时时钟电路产生时钟信号。有害气体检测电路在将检测到的环境气体中有害气体浓度输出、放大、显示的同时，实测时的检测人员、检测地点、检测时间及检测到的浓度数据等信息被存入存储器，再通过通信接口XS，将存储器中存储的信息读取输入到管理计算机内，还可进行分析、判别和处理。另外，通过通信接口XS，管理计算机还可向检测仪派发任。因此，在气体安全检测仪检测、显示气体浓度、浓度超标时声光警示的同时，由于引入了派发任务、保存检测时间、检测地点、检测浓度等参数据，使检测工作更规范，能够检测检查任务完成的情况，包括是否按派发任务规定的巡检线路、检测地点及时间等，能将数据与住处上传给上级安全管理部门，使其能随时查阅任何一个下属企业的任一时段的检测数据，能随时向下属企业发布指令或信息并在下属企业以数据形式存档保存，基本杜绝“跑班漏检”现象。同时，相比于“矿井抽放瓦斯工程”，同样的功能下其投资小，灵活性、移动性、延伸性好，并无需工程施工和维护，非常方便。
图1是气体安全检测仪的电路基本框图；图2是气体安全检测仪的电路原理图；具体实施方式
如图所示，安全检测仪包括控制电路和分别与之相连的有害气体检测电路、数码显示电路、声光提示电路、数据存储电路、通信接口电路、时钟电路及电源。数码显示电路由八个8550三极管V1-V8、四个8050三极管V9-V12、20个电阻R1-R20和四个数码管P1-P4连接而成。数码电路主要用于显示环境中实测CH4浓度、时间及提示符等有关数据与信息。有害气体检测电路由传感器B1、两直流放大电路TLV2252A(图2中N2-1和N2-2)、TL431放大器N1、三极管V13、V14、V15、可变电阻RP1、RP2、电容C2-C6、和10个电阻R21-R26、R30-R33组成。由B1检测环境气体中有害气体浓度并输出直流电平，经N2等组成的电路放大并送控制电路。电源电路由TPS76030稳压电源、8778电源开关N6及电容C10-C12、电阻R42-R46、开关SB1-SB2、两IN4148二极管、V20、V21和三极管V2组成，用于为各部分电路提供工作电压。声光提示电路由双色发光管V18、声响指示器HA、电阻R27-R29、R39-R40及8050三极管V16组成。上述四部分电路与现有的气体安全检测仪基本相同。本实用新型气体安全检测仪所采用的控制电路由MSP430F133单片机N4、晶体B3、两电容C13、C14和IMP804R复位器N7及电阻R47组成，复位器N7为单片机N4提供复位信号，其RST端与R47串接后接单片机的NMI/RS端口，其VCC端接电源，其GND端接地，晶体B3的两端接N4的XIN、XO/TC端后其两端分别对地接电容C13、C14，B3、C13、C14和单片机N4的XIN、XO/TC连接后与N4中的片内振荡电路组成时钟产生电路。接口XJ分别与单片机的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口及晶体B3的两端相连组成单片机N4的编程接口。单片机N4中集成12位A/D转换器、基准电压电路、采样保持电路，A/D转换输入端口为P6端口。数码电路的12个外连端线分别与MSP430F133单片机的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相连。单片机N4的DVCC、VER+、AVCC端接入稳压电源N5的输出端。单片机N4的P3.6端口作为声响指示器HA的控制端口与所述声光提示电路R29相连，P1.6端口作为传感器电路电源控制端口与有害气体检测电路R21相连，P6.3/A3端口与所述有害气体检测电路中的放大器N2输出相连，P6.4/A4端口是电池电压检测端口，与取样电阻R27、R28相连，P2.0、P2.4端口是按键开关信号的输入口，P2.7端口是电源电子开关的控制端口。声光提示电路中双色发光管的一端接入稳压电源N5的输出端，另一端分别接入单片机N4的P3.3端口、P3.7端口。数据存储电路是一AT45DB081存储器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分别与单片机的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相连，其VCC端和/WP端接电源N5的输出端。单片机N4通过存储器D的SCK、SI、SO端口以串行外围设备接口SPI模式0或3与存储器D通信，单片机N4将指令、存储地址、数据输入存储器D中，存储器D根据指令、存储地址自动将数据读出或写入存储器D。通信接口电路包括外部地址信息的通信接口电路和检测仪与计算机间数据通信接口电路两部分。外部地址信息通信接口电路由通信通信接口XP、电阻R38、稳压管V17组成，稳压管V17一端接P1.7一端接地，电阻R38一端接电源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地。端口XP用于接触地址信息部件。上拉电阻R36用于给地址信息部件提供电流，且为N4的P1.7端口提供高电平。稳压管V17用于限制高于3伏的电压，保护端口免受高电位的冲击。N4的P1.7端口是数据输入、输出口并为数据的输入输出提供时钟信号。检测仪与计算机间数据通信接口电路由通信连接端口XS、电阻R48、两稳压管V24、V25和二极管V22组成，通信连接端口XS与充电插座共用，既用于本机内部电池充电，也用于本机与管理计算机间的数据通信。第一个XS端口接二极管V22后与电源电路中电子开关电路和电池相连。电阻R48一端接稳压电源N5的输出端，另一端同时与XS的第三个端口和单片机的P3.5相连，为P3.5端口提供高电平。稳压管V24、V25一端与地相连，其另一端分别与单片机的P3.4、P3.5端口相连，并同时连接XS的第二、第三端口，它们用于限制高于3伏的电压，保护P3.4和P3.5端口。P3.5和P3.4是单片机N4的串行端口，可以自动以预先编程的速率完成与计算机间的7位或8位数据的传送。时钟电路主要由X1203集成芯片、晶体B2、两电容C7、C8和两电阻R34、R35及后备电源G1组成，晶体B2与电阻R34并联，其并联电路一端与X1203的X1端相连，另一端通过电阻R35与X1203的X2相连，并联电路的两端对地分别接电容C7、C8，上述元件相连后形成振荡电路为时钟电路提供时基。电池G1负极接地，电池G1正极接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分别与单片机的P1.1、P1.0、P1.2端口相连，X1203芯片的VCC端接入稳压电源N5的输出端，X1203的VSS端接地。SCL、SIA端为I2C的两线接口，单片机通过这二个端口与时钟电路N3通信发送指令、地址、数据进行控制和读取时钟数据。
权利要求1.气体安全检测仪，包括控制电路和分别与之相连的有害气体检测电路、数码显示电路、声光提示电路和电源，其特征在于，它还包括分别与所述控制电路相连的数据存储电路、通信接口电路和时钟电路，所述的通信接口电路包括外部地址信息的通信接口电路和检测仪与计算机间数据通信接口电路。
2.如权利要求1所述的气体安全检测仪，其特征在于，所述的控制电路由MSP430F133单片机、一晶体B3、两电容C13、C14和IMP809R复位器及电阻R47、编程接口等组成，复位器的RST端与R47串接后接单片机的NMI/RS端口，晶体B3二端分别与单片机XIN和XO/TC端相连，然后B3二端对地接电容C13、C14，B3、C13、C14和单片机内部的反相电路组成振荡电路为控制芯片MSP430F133提供工作所需的振荡信号，所述数码电路的12个外连端线分别与MSP430F133单片机的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相连，所述单片机的DVCC、VER+、AVCC端接入电源中稳压电源的输出端，P3.6端口作为声响指示器HA的控制端口与所述声光提示电路相连，P1.6端口作为传感器电路电源控制端口与所述有害气体检测电路相连，P6.3/A3端口与所述有害气体检测电路中的放大器输出相连，P6.4/A4端口是电池电压检测端口，与取样电阻R27、R28相连，P2.0、P2.4端口是按键开关信号的输入口，P2.7端口是电源电子开关的控制端口，所述编程接口XJ分别与单片机MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相连，所述单片机的P3.3端口和P3.7端口为所述声光提示电路的发光管的控制输出端口；所述的数据存储电路是一AT45DB081存储器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分别与单片机的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相连，其VCC端和/WP端接电源的输出端；所述的外部地址信息通信接口电路由通信接口XP、电阻R38、稳压管V17组成，稳压管V17一端接P1.7一端接地，上拉电阻R38一端接电源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的检测仪与计算机间数据通信接口电路同时作为充电电路，由通信充电连接端口XS、电阻R48、两稳压管V24、V25和二极管V22组成，第一个XS端口接二极管V22后与电源电路中电子开关电路和电池相连，电阻R48一端接电源，另一端同时与XS的第三个端口和单片机的P3.5相连，稳压管V24、V25一端与地相连，其另一端分别与单片机的P3.4、P3.5端口相连，并同时连接XS的第二、第三端口；所述时钟电路主要由X1203集成芯片、晶体B2、两电容C7、C8和两电阻R34、R35及后备电源G1组成，晶体B2与电阻R34并联，其并联电路一端与X1203的X1端相连，另一端通过电阻R35与X1203的X2相连，并联电路的两端对地分别接电容C7、C8，电池G1负极接地，电池G1正极接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分别与单片机的P1.1、P1.0、P1.2端口相连，X1203芯片的VCC端接入电源电路的输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种气体安全检测仪器,用于煤矿中对瓦斯等气体的安全检测。它包括控制电路和分别与之相连的有害气体检测电路、数码显示电路、声光提示电路、数据存储电路、通信接口电路、时钟电路及电源,通信接口电路又包括外部地址信息的通信接口电路和检测仪与计算机间数据通信接口电路。用本实用新型的安全检测仪在煤矿中进行实地气体检测时,可将气体安全检测时的检测人员、检测地点、检测时间及检测到的浓度数据等信息被存入存储器,并可通过管理计算机进行分析、判别和处理。这样不但使检测工作更规范,能基本杜绝“跑班漏检”现象,而且其投资小,灵活性、移动性、延伸性好,无需工程施工和维护,非常方便。
文档编号G08B21/16GK2502272SQ0125370
公开日2002年7月24日 申请日期2001年9月17日 优先权日2001年9月17日
发明者张学珠, 孙祖眉 申请人:浙江嘉科电子有限公司, 甘肃工业职工大学