专利名称：甲烷传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿用气体含量检测装置，特别是一种用于检测甲烷气体含量 的甲烷传感器。
背景技术：
采矿的过程中，在矿井下经常会产生大量的可燃性气体，尤其是甲烷，如果这些可 燃性气体没有及时清除，并且矿下各种用电设备继续工作，当超过一定的含量后，极有可能 被各种用电设备产生的微小电火花引爆，从而产生重大的生产事故，这样不仅对国家经济 造成了重大的损失，更重要的是矿工的生命安全受到了重大的威胁。现在有一种利用脉冲 检测甲烷浓度的甲烷传感器，使用单片机对敏感触头不断的施加脉冲，通过检测敏感触头 的脉冲输出来判断甲烷气体的含量，然而，此种甲烷传感器需要通过对比波形的方式进行 判断，由于其硬件结构所限，必须通过编写大量繁琐的程序来实现，从而导致成本加大，而 且易受信号干扰，存在可靠性较低、使用寿命短、工作稳定性差和调整校正频繁的缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新式结构操作简单、可靠 性高、成本较低的甲烷传感器。本实用新型的技术方案为一种甲烷传感器，包括信息控制处理单元、为甲烷传感 器供电的电源转换单元，与信息控制处理单元相接的数据采集单元、显示单元、报警单元、 遥控键盘输入单元以及输出控制单元，所述的数据采集单元包括敏感触头以及与敏感触头 相接的A/D转换器，所述的敏感触头由载体催化元件黑白元件组成，黑白元件串联作为电 桥的一臂，调节电阻构成电桥的另一臂，电桥两端通过电源转换单元供电。优选的是所述的电桥两端通过保护电路与电源转换单元相接。优选的是所述的调节电阻为数字电位器，通过信息控制处理单元受遥控键盘输 入单元的控制。优选的是所述的报警单元设置为声光报警单元，包括蜂鸣器及发光管。本实用新型的有益效果为本实用新型敏感触头由黑白元件组成，黑白元件串联 作为电桥的一臂，调节电阻构成电桥的另一臂，电桥两端加稳定的电压，当含有甲烷的空气 在高温和钼黑催化剂的作用下，发生无焰燃烧，而在白元件上则不使甲烷燃烧，从而使黑元 件的温度比白元件高，因而电阻变大，黑元件上的电压降增大，电桥失去平衡使输出电压发 生变化，A/D转换器将检测到的信息传送至信息控制处理单元，从而输出控制信号进行控 制。本实用新型结构简单，成本低，检测精度高，稳定性和可靠性高，并实现传感器的自动调 校。
图1为本实用新型的原理框图[0010]图2为本实用新型敏感触头的结构示意图具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
一种甲烷传感器，包括信息控制处理单元、为甲烷传感器供电的电源转换单元，与 信息控制处理单元相接的数据采集单元、显示单元、报警单元、遥控键盘输入单元以及输出 控制单元，所述的数据采集单元包括敏感触头以及与敏感触头相接的A/D转换器，所述的 敏感触头由载体催化元件黑白元件组成，黑白元件串联作为电桥的一臂，调节电阻构成电 桥的另一臂，电桥两端通过电源转换单元供电。所述的电桥两端通过保护电路与电源转换 单元相接。所述的调节电阻为数字电位器，通过信息控制处理单元受遥控键盘输入单元的 控制。所述的报警单元设置为声光报警单元，包括蜂鸣器及发光管。如图1、图2所示，甲烷传感器是一个以AT89LV52单片机为CPU的智能系统，并采 用3. 3V低电压供电。甲烷浓度采用热催化原理，载体催化元件和调节电阻组成惠斯登电 桥，当环境中的甲烷以扩散方式进入气室时，与敏感元件反应，电桥有与甲烷浓度相对应的 电讯号输出，该信号经A/D转换器转换后，送到单片机89LV52进行数据处理，来完成显示、 报警、切断电源等功能。甲烷传感器采用的AT89LV52单片机，芯片内有256个字节的RAM，程序存储器在片 内，共有8K字节的程序空间，三组并口可方便地与外部进行数据的读写交换。电可擦数据存储器用于掉电后保存数据，采用25045芯片，其存储量为128字节， 掉电后数据可保存100年，擦写次数为100，000次。25045同时具有自动复位功能，当CPU 意外死机时，25045可自动发出复位信号使CPU复位。甲烷传感器采用数字电位器，不需要人工进行硬件调整，通过按键或遥控器选择 的“调零点”和“调灵敏度”功能，在调整过程中会自动选择最佳的数字电位器值。敏感触头由黑白元件组成，黑白元件串联作为电桥的一臂，调节电阻构成电桥的 另一臂。电桥两端加稳定的电压U(3V)，当含有甲烷的空气在高温和钼黑催化剂的作用下， 发生无焰燃烧，而在白元件上则不使甲烷燃烧，从而使黑元件的温度比白元件高。黑元件中 的钼丝既是加热元件又是感应温度的热敏元件。根据钼丝的正温度系数的特性，温度高时 电阻大，黑元件上的电压降增大，电桥失去平衡使输出电压Ul发生变化。当甲烷浓度改变时，由敏感触头组成的桥路产生电压变化，采样电路和A/D转换 电路将此变化电压，转化为数字信号，输出给CPU，由此测得甲烷浓度值。A/D变换用10位 串行A/D转换器TLV1549。当测量到的甲烷浓度达到报警点时，蜂鸣器及发光管产生声光报警，当测量到的 甲烷浓度到达断电点时，除声光报警外同时还输出断电控制信号(5mA电流信号)。4位LED数字显示，显示传感器测量值。可通过显示查看传感器的数字电位器设置 值、报警值、断电值、复电值等信息。在传感器主板上带有按键，通过按键可进行调零点、调灵敏度，设置报警控制点等 功能操作。遥控采用红外遥控组件及CPU直接解码技术，将遥控对准传感器显示窗口(距 离在3米内)，按遥控器上的按键可实现与主板上按键同样的功能。
权利要求一种甲烷传感器，包括信息控制处理单元、为甲烷传感器供电的电源转换单元，与信息控制处理单元相接的数据采集单元、显示单元、报警单元、遥控键盘输入单元以及输出控制单元，其特征在于所述的数据采集单元包括敏感触头以及与敏感触头相接的A/D转换器，所述的敏感触头由载体催化元件黑白元件组成，黑白元件串联作为电桥的一臂，调节电阻构成电桥的另一臂，电桥两端通过电源转换单元供电。
2.如权利要求1所述的甲烷传感器，其特征在于所述的电桥两端通过保护电路与电 源转换单元相接。
3.如权利要求1所述的甲烷传感器，其特征在于所述的调节电阻为数字电位器，通过 信息控制处理单元受遥控键盘输入单元的控制。
4.如权利要求1所述的甲烷传感器，其特征在于所述的报警单元设置为声光报警单 元，包括蜂鸣器及发光管。
专利摘要本实用新型涉及一种甲烷传感器，包括信息控制处理单元、为甲烷传感器供电的电源转换单元，与信息控制处理单元相接的数据采集单元、显示单元、报警单元、遥控键盘输入单元以及输出控制单元，所述的数据采集单元包括敏感触头以及与敏感触头相接的A/D转换器，所述的敏感触头由载体催化元件黑白元件组成，黑白元件串联作为电桥的一臂，调节电阻构成电桥的另一臂，电桥两端通过电源转换单元供电。本实用新型结构简单，成本低，检测精度高，稳定性和可靠性高，并实现传感器的自动调校。
文档编号G01N27/16GK201637707SQ20102000014
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者马付黔 申请人:青岛天信电气有限公司