专利名称：基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体分析领域，特别是涉及一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统。
背景技术：
气体分析在工业生产、环境保护、安全监测、科学研究等方面具有十分重要的作用。目前对可燃混合气体的检测分析通常采用多种气体传感器直接测量，但许多气体传感器往往存在一种交叉敏感现象，影响了气体分析的效果。近年来，也出现了采用气敏阵列与神经网络处理单元构成气体分析系统，但这种方式依赖于气敏传感器对特种气体的选择性，而且许多气敏传感器受环境气体的影响较大，难以得到可靠性较高的检测结果。鉴于此种情况，为了解决现有技术中存在的问题，我们专门设计了一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统。该系统中的热催化传感器是一种检测包括矿井瓦斯及其它可燃气体最常用的气体传感器，它对可燃气体有独特的选择性。根据热催化传感器的工作特性，控制其不同的工作温度，对不同的可燃气体表现不同的灵敏度，这为利用单个传感器检测和分析可燃混合气体创造了有利的条件。该系统外围电路简单、布线容易，成本低，使用方便，能够较好地实现多种混合可燃气体的检测，有较好的推广应用前景。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，能够较好地实现多种混合可燃气体的检测，同时具有外围电路简单、布线容易，成本低，使用方便和抗干扰能力强等特点。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，该基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统包括多点恒温检测电路、外围装置和控制主板，所述多点恒温检测电路连接到控制主板的ACl端口，所述外围装置均连接到控制主板，所述控制主板为AtmegeS单片机。优选的是，所述多点恒温检测电路包括由电阻
H馬和催化传感元件r构成的电桥，电桥与调节器A构成恒温闭环控制电路，恒温闭环控制电路还设有一个程控电位器B。优选的是，所述外围装置包括环境温度传感器、按键电路、LED显示模块和EEPROM模块，所述LED显示模块和EEPROM模块直接连接到Atmege8单片机，所述环境温度测量电路连接到Atmege8单片机的ACO端口，所述按键电路连接到Atmege8单片机的PB4-PB6端
Π
本发明的有益效果是:本发明基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，其外围电路简单、布线容易，成本低，使用方便，能够较好地实现多种混合可燃气体的检测，有较好的推广应用前景。
图1是本发明基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统的结构示意 图2是本发明基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统的多点恒温检测电路图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2所示,本发明实施例包括:
一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，该基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统包括多点恒温检测电路1、外围装置2和控制主板3，所述多点恒温检测电路I连接到控制主板3的ACl端口，所述外围装置2均连接到控制主板3，所述控制主板3为控制核心Atmege8单片机；
所述外围装置2包括环境传感器21、按键电路22、LED显示模块23和EEPROM模块24，所述LED显示模块23和EEPROM模块24直接连接到Atmege8单片机，所述环境传感器21连接到Atmege8单片机的ACO端口，所述按键电路22连接到Atmege8单片机的PB4-PB6端
n ；
如图1所示，Atmege8单片机是一款具有运行速度快、低功耗、采用CMOS技术的8位微控制器，并且它在一个时钟周 期内就能执行一条指令，所以AtmegeS可以达到接近IMIPS/MHz的性能。其中，本系统中利用Atmege8单片机的PB7、PC2 口调节电位器，使得每次检测时都产生三个特定的电流值I1, I2, I3,从而使rl，r2, r3唯一确定，这时就可以事先把rl,r2,r3的值存储在单片机的ROM中，作为已知量来使用，这就可以避免单片机做一些复杂的运算。在环境温度一定时，Ci为常数，所以利用AtmegeS单片机的ACO 口检测出环境温度，从而得出Q。在rl，都已确定的情况下，由于神经元之间的连接权W即确定了参数这里/^为。由于单片机对浮点运算能力差，在此采用查表法，即根
据 AD 转换数据直接查表得 Pj = Ji(U\,^r2-■ --rK>Q^ Al-Mn.....Ms )然后再将
数字量送LED显示，显示时，可采用按键来控制，比如按键一显示的是甲烷浓度，按键二显示的是丁烷的浓度，按键三显示的是乙炔的浓度。如图2所示，多点恒温检测电路工作原理:首先调整桥臂电阻，使流经催化传感元件r上的电流I等于其额定工作电流Itl，此时电桥处于平衡状态，输出信号在检测可燃气体时，被测气体在催化传感元件表面发生催化氧化反应，产生大量的热量，使催化传感元件的温度升高，阻值增大。通过调节器A的控制，自动减小电流I，使催化传感元件r的温度下降，阻值恢复至初始值，电桥重新恢复平衡。此时，输出电压Utl=Irtl会降低。从而反应出被测气体的浓度。所以，在恒温检测中，催化传感元件的温度始终保持不变。图2中B是一个程控电位器，通过电位器的调整，可调节传感器的工作电流，使催化传感器工作在不同的温度下，构成多点恒温检测电路。本发明一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，其外围 简单、布线容易，成本低，使用方便，能够较好地实现多种混合可燃气 检测，有较好的推广应用前景。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，其特征在于:该基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统包括多点恒温检测电路、外围装置和控制主板，所述多点恒温检测电路连接到控制主板的ACl端口，所述外围装置均连接到控制主板，所述控制主板为Atmege8单片机。
2.根据权利要求1所述的一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，其特征在于:所述多点恒温检测电路包括由电阻H Rz和催化传感元件r构成的电桥，电桥与调节器A构成恒温闭环控制电路，恒温闭环控制电路还设有一个程控电位器B。
3.根据权利要求1所述的一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，其特征在于:所述外围装置包括环境温度传感器、按键电路、LED显示模块和EEPROM模块，所述LED显示模块和EEPROM模块直接连接到Atmege8单片机，所述环境温度测量电路连接到Atmege8单片机的ACO端口，所述按键电路连接到Atmege8单片机的PB4-PB6端口。
全文摘要
本发明公开了一种基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统，该基于催化传感器的可燃混合气体智能分析系统包括多点恒温检测电路、外围装置和控制主板，所述多点恒温检测电路连接到控制主板的AC1端口，所述外围装置均连接到控制主板，所述控制主板为Atmege8单片机。通过上述方式，本发明能够较好地实现多种混合可燃气体的检测，同时具有外围电路简单、布线容易，成本低，使用方便和抗干扰能力强等特点。
文档编号G01N25/22GK103196950SQ20131010293
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者张愉, 陆生华, 童敏明 申请人:苏州市职业大学