专利名称：智能瓦斯监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属矿井瓦斯监测装置，特别涉及一种可实时检测、显示瓦斯浓度、超限声光报警、键盘输入参数、与上位机通信、方便定期采集数据的智能瓦斯监测仪。
技术背景煤炭工业是我国支柱产业之一，但是煤矿生产的死亡人数是世界其他主要采煤国家死亡总人数的四倍，其中瓦斯爆炸事故是威胁矿工生命安全的主要因素之一，目前，国内使用的瓦斯监测仪存在着耗电量大、价格高、功能少，瓦斯传感器工艺结构复杂、寿命短、灵敏度不稳定，另外通信电路扩展不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种耗电量小、价格低、功能多，瓦斯传感器工艺结构简单、寿命长、灵敏度稳定，通信扩展方便的智能瓦斯监测仪。
本实用新型解决技术问题采用的技术方案是一种由电源电路、声光报警电路、数码显示电路和键盘电路组成的智能瓦斯监测仪，其特点是在监测系统中设置了中央处理电路、采样保持电路和通信接口电路；中央处理电路它包括中央处理器U2、晶体振荡器y1、二极管D1、开关S1、电阻R2、R3和电容C2、C12、C16；U2的一脚接R3的一端，R3另一端接R2、C2一端，U2的2脚接采样保持器U1的OUT端，3、4、5脚接2-4线译码器U3A的1、3、2脚，11脚接R2的另一端、D1的一端和+5V电源，D1另一端接S1的一端，12脚接S1、C2另一端和地，13脚接y1、C12一端，14脚接y1另一端和C16一端，C16另一端接C12另一端和地，15～18脚分别接键盘K的1～4脚，19、20脚分别接K的9、10脚，21、22脚分别接语音芯片U4的EOM、P/R端，23脚接R13的一端，24、25脚分别接电平转换器U5的13、15脚，27、28脚分别接U4的PD、CE端，29脚接U4的A6、A8、A9端，30脚接U4的A0端，33～40脚分别接数码显示器DS1、DS2、DS3的1～8脚。
采样保持电路它包括采样保持器U1、瓦斯传感器SENSOR、干电池Z、电阻R1和电容C1；U1的V+端接+15V电源，INPUT端接SENSOR负端和R1一端，SENSOR的正端接干电池Z的正极，LO接R1另一端、C1一端、Z的负极和地，V端接-15V电源，CH端接C1另一端。
通信接口电路它包括电平转换器U5、RS232接口J1和电解电容C18～C22；U5的C1+、C1-端接C19的正负极，C2+、C2-端接C18的正负极，TXD1端接J1的3脚，RXD1端接J1的2脚，GND端接J1的5脚和地，V-接C22的负极，C22正极接地，V+端接C21的负极，VCC端接C21、C20正极和+5V电源，C20负极接地。
本实用新型的有益效果是该瓦斯监测仪具有显示瓦斯浓度，超限声光报警、键盘输入参数，与上位机通信，方便定期采集数码等多种功能；耗电少，价格低、结构简单、寿命长、灵敏度稳定，通信扩展方便。
以下结合附图以实施例具体说明。
图1示智能瓦斯监测仪结构框图。
图2示图1的电气原理图。
图中，1-采样保持器电路；2-中央处理器电路；3-数码显示电路；4-声光报警电路；5-通信接口电路；6-电源电路；7-键盘电路；U1-采样保持器；U2-中央处理器；U3A-2～4线译码器；U4-语音芯片；U5-电平转换器；U10、U12-三端固定正稳压器；U11-三端固定负稳压器；y1-晶体振荡器；S1-开关；SENSOR-瓦斯传感器；Z-干电池；J1-RS232接口；DS1～DS3-数码显示器；LS1-扬声器；U6-声音发生器；Q3-三极管；T1-变压器；K-键盘；D1、D5、D6-二极管；D2-发光二极管；D7、D8-整流桥；R1～R14-电阻；C1～C16-电容；C17～C24-电解电容具体实施方式
参照附图2，一种由电源电路6、声光报警电路4、数码显示电路3和键盘电路7组成的智能瓦斯监测仪，其特点是在监测系统中设置了中央处理电路2，采样保持电路1和通信接口电路5；中央处理电路2它包括中央处理器U2、晶体振荡器y1、二极管D1、开关S1、电阻R2、R3和电容C2、C12、C16；U2的一脚接R3的一端，R3另一端接R2、C2一端，U2的2脚接采样保持器U1的OUT端，3、4、5脚接2-4线译码器U3A的1、3、2脚，11脚接R2的另一端、D1的一端和+5V电源，D1另一端接S1的一端，12脚接S1、C2另一端和地，13脚接y1、C12一端，14脚接y1另一端和C16一端，C16另一端接C12另一端和地，15～18脚分别接键盘K的1～4脚，19、20脚分别接K的9、10脚，21、22脚分别接语音芯片U4的EOM、P/R端，23脚接R13的一端，24、25脚分别接电平转换器U5的13、15脚，27、28脚分别接U4的PD、CE端，29脚接U4的A6、A8、A9端，30脚接U4的A0端，33～40脚分别接数码显示器DS1、DS2、DS3的1～8脚。
采样保持电路1它包括采样保持器U1、瓦斯传感器SENSOR、干电池Z、电阻R1和电容C1；U1的V+端接+15V电源，INPUT端接SENSOR负端和R1一端，SENSOR的正端接干电池Z的正极，LO接R1另一端、C1一端、Z的负极和地，V-端接-15V电源，CH端接C1另一端。
通信接口电路5它包括电平转换器U5、RS232接口J1和电解电容C18～C22；U5的C1+、C1-端接C19的正负极，C2+、C2-端接C18的正负极，TXD1端接J1的3脚，RXD1端接J1的2脚，GND端接J1的5脚和地，V-接C22的负极，C22正极接地，V+端接C21的负极，VCC端接C21、C20正极和+5V电源，C20负极接地。
数码显示电路3它包括2～4线译码器U3A和数码器DS1～DS3；U3A的6、5、4脚分别接DS1～DS3的9脚。
声光报警电路4它包括语音芯片U4、声音发生器U6、扬声器LS1、三极管Q3、发光二极管D2、电阻R4、R9～R14、电容C3～C7和电解电容C23、C24；U4的A1～A5、A7、XCLK端均接地，VCCD端接C5、C11、C4一端和VCCA端，C4、C5另一端接地，VSSD、VSSA端接C11另一端和地，SP+、SP-端分别接LS1的1、2脚，ANAIN端接C3一端，ANAOUT端接R11一端，R11另一端接C3另一端，MICREF端接C6一端，MIC端接C7一端，AGC端接R12一端和C23正极，R12另一端接C23的负极和地，U6的1脚接C7另一端和R9的一端，U6的2脚接C6另一端和R10的一端，R10的另一端接地和C24的负极，C24的正极接R9另一端和R4一端，R4的另一端接+5V电源，Q3的基极接R13的另一端，集电极接D2的一端，D2的另一端接R14一端，R14另一端接+5V电源，发射极接地。
电源电路6它包括三端固定正稳压器U10、U12、三端固定负稳压器U11、整流桥D7、D8、变电器T1、T2、二极管D5、D6、电容C8～C10、C13～C15和电解电容C17；T1的1、2脚接220V电源，3、4脚接D7的1、2脚，D7的3脚接C14一端、U11的3脚，D7的4脚接C13一端和U10的1脚，U10的2脚接U11的2脚、C13、C14另一端、C8、C9、D5、D6的一端和地，U10的3脚接C8、D5的另一端和+15V电源，U11的1脚接C9、D6的另一端和-15V电源；T2的1、2脚接220V电源，3、4脚接D8的1、2脚，D8的3脚接C15、C10一端、C17的负极、U12的2脚和地，D8的4脚接C15另一端和U12的1脚，U12的3脚接C10另一端、C17的正极和+5V电源。
键盘电路7它包括键盘K和电阻R5～R8；K的5、6、7、8脚接R5～R8的一端，R5～R8的另一端接+5V电源。
本装置的结构框图如附图2所示。
工作原理瓦斯传感器SENSOR采集的数据经过采样保持U1后送入中央处理器U2，U2内部AD转换器实现AD转换，处理后的数字量一方面送显示模块DS1～DS3进行显示，一方面与门限值作比较，如果超过安全门限，则由LS1发声报警和D2发光报警，另一方面送到电平转换芯片后经RS232接口J1送到上位机，键盘K用来输入门限值等。
权利要求1.一种智能瓦斯监测仪，由电源电路(6)、声光报警电路(4)、数码显示电路(3)和键盘电路(7)组成的智能瓦斯监测仪，其特征在于在监测系统中设置了中央处理电路(2)，采样保持电路(1)和通信接口电路(5)；中央处理电路(2)它包括中央处理器U2、晶体振荡器y1、二极管D1、开关S1、电阻R2、R3和电容C2、C12、C16；U2的一脚接R3的一端，R3另一端接R2、C2一端，U2的2脚接采样保持器U1的OUT端，3、4、5脚接2-4线译码器U3A的1、3、2脚，11脚接R2的另一端、D1的一端和+5V电源，D1另一端接S1的一端，12脚接S1、C2另一端和地，13脚接y1、C12一端，14脚接y1另一端和C16一端，C16另一端接C12另一端和地，15～18脚分别接键盘K的1～4脚，19、20脚分别接K的9、10脚，21、22脚分别接语音芯片U4的EOM、P/R端，23脚接R13的一端，24、25脚分别接电平转换器U5的13、15脚，27、28脚分别接U4的PD、CE端，29脚接U4的A6、A8、A9端，30脚接U4的A0端，33～40脚分别接数码显示器DS1、DS2、DS3的1～8脚。
2.根据权利要求1所述的智能瓦斯监测仪，其特征在于采样保持电路(1)它包括采样保持器U1、瓦斯传感器SENSOR、干电池Z、电阻R1和电容C1；U1的V+端接+15V电源，INPUT端接SENSOR负端和R1一端，SENSOR的正端接干电池Z的正极，LO接R1另一端、C1一端、Z的负极和地，V-端接-15V电源，CH端接C1另一端。
3.、根据权利要求1所述的智能瓦斯监测仪，其特征在于通信接口电路(5)它包括电平转换器U5、RS232接口J1和电解电容C18～C22；U5的C1+、C1-端接C19的正负极，C2+、C2-端接C18的正负极，TXD1端接J1的3脚，RXD1端接J1的2脚，GND端接J1的5脚和地，V-接C22的负极，C22正极接地，V+端接C21的负极，VCC端接C21、C20正极和+5V电源，C20负极接地。
专利摘要本实用新型属矿井瓦斯监测装置，特别涉及一种可实时检测、显示瓦斯浓度、超限声光报警、键盘输入参数、与上位机通信、方便定期采集数据的智能瓦斯监测仪，由电源电路(6)、声光报警电路(4)、数码显示电路(3)和键盘电路(7)组成的智能瓦斯监测仪，在监测系统中设置了中央处理电路(2)，采样保持电路(1)和通信接口电路(5)；该瓦斯监测仪具有显示瓦斯浓度，超限声光报警、键盘输入参数，与上位机通信，方便定期采集数码等多种功能；耗电少，价格低、结构简单、寿命长、灵敏度稳定，通信扩展方便。
文档编号G08B21/00GK2752441SQ20042005562
公开日2006年1月18日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者付华, 杜晓坤 申请人:辽宁工程技术大学