专利名称：矿井有害气体检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井用安全性检测装置，具体地说是涉及一种矿井有害气体检测装置。
背景技术：
工业的发展需要大量的能源，大量的能源来自对地下煤的开采，在煤的开采过程中常常出现较高浓度的瓦斯，也因此而经常发生瓦斯爆炸，给国家和个人造成较大的经济损失。瓦斯爆炸从其本质来说，就是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。瓦斯爆炸的条件是具备一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5 % 16 %。当瓦斯浓度低于5 %时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层；当瓦斯浓度为9.5 %时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16 %以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。NE555是一个能产生精确定时脉冲的高稳度控制器，其输出驱动电流可达200mA。在多谐振荡器工作方式时， 其输出的脉冲占空比由两个外接电阻和一个外接电容确定；在单稳态工作方式时，其延时时间由一个外接电阻和一个外接电容确定，可延时数微秒到数小时。工作电压范围为4.5V彡Vcc彡16V。NE555时基电路封装形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是S0P-8小型(SMD)封装形式。内部结构和工作原理都相同。555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时1C，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。利用NE555可以组成相当多的应用电路，甚至多达数百种应用电路，在各类书刊中均有介绍，例如家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、电路检测仪器、元器件测量仪、定时器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路都有着广泛的应用，这是因为NE555巧妙地将模拟电路和数字电路结合在一起的缘故。因此开发研制一套行之有效的方法和仪器来对矿井有害气体进行检测分析，从而控制有害气体的含量防止瓦斯爆炸就显得非常必要且迫切。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能预报瓦斯爆炸的矿井有害气体检测装置。本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种矿井有害气体检测装置，它包括单片机，单片机连接有模/数转换电路、外部时钟电路、显示控制电路、报警电路，发射模块经接收模块与模/数转换电路连接；所述的发射模块连接有直流电流源；脉冲电流源经分频选择电路与发射模块连接；所述的脉冲电流源又经脉宽调制电路与接收模块连接。本实用新型所述的发射模块包括红外光源、与红外光源连接的mosfet开关管。本实用新型所述的接收模块包括光电转换电路、偏置电路、信号放大电路。 本实用新型所述的光电转换电路采用了红外探测器。本实用新型所述的红外光源采用了中红外发光二极管MIR-LED阵列。本实用新型所述的脉冲电流源的脉冲产生采用了 NE555时基电路。由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，其仪器成本低，能对矿井下的有害气体在线实时检测，检测效率高，有效提高了矿井作业的安全性。
图1是本实用新型的结构原理示意框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。由图1可知 ，一种矿井有害气体检测装置，它包括单片机，单片机连接有模/数转换电路、外部时钟电路、显示控制电路、报警电路，发射模块经接收模块与模/数转换电路连接；所述的发射模块连接有直流电流源；脉冲电流源经分频选择电路与发射模块连接；所述的脉冲电流源又经脉宽调制电路与接收模块连接。本实用新型所述的分频选择电路包括前向二进制加法计数器MC14520、八路模拟开关 ADG608。本实用新型所述的发射模块包括红外光源、与红外光源连接的mosfet开关管。本实用新型所述的接收模块包括光电转换电路、偏置电路、信号放大电路。 本实用新型所述的光电转换电路采用了红外探测器。本实用新型所述的红外光源采用了中红外发光二极管MIR-LED阵列。本实用新型所述的脉冲电流源的脉冲产生采用了 NE555时基电路。本实用新型工作时，直流电流源给发射模块供电，发射模块中的MOSFET开关管控制红外光源按设定间断穿过被测环境气体向接收模块发出外红光，接收模块接中的光电转换电路将接收到的光信号转换成电信号，然后经偏置电路、信号放大电路调整放大后送入模/数转换电路转换为数字信号，再送入单片机中进行处理；由于光电转换电路中红外探测器接收到的通过被测环境气体的吸收光的波长和发射光强度不同，最后单片机提取的数据也不同，根据由显示控制电路对单片机预设的数值，单片机即可判断是否控制报警电路进行报警提示；外部时钟电路产生时钟脉冲信号送入单片机，以保证单片机操作的同步性；脉冲电流源发出的脉冲经分频选择电路调理后控制MOSFET开关管的闭或合；同时，脉冲电流源发出的脉冲经脉宽调制电路后送入接收模块，使其同步发射模块。
权利要求1.一种矿井有害气体检测装置，其特征是它包括单片机，单片机连接有模/数转换电路、外部时钟电路、显示控制电路、报警电路，发射模块经接收模块与模/数转换电路连接；所述的发射模块连接有直流电流源；脉冲电流源经分频选择电路与发射模块连接；所述的脉冲电流源又经脉宽调制电路与接收模块连接。
2.根据权利要求1所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的发射模块包括红外光源、与红外光源连接的mosfet开关管。
3.根据权利要求1所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的接收模块包括光电转换电路、偏置电路、信号放大电路。
4.根据权利要求2所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的接收模块包括光电转换电路、偏置电路、信号放大电路。
5.根据权利要求3所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的光电转换电路采用了红外探测器。
6.根据权利要求4所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的光电转换电路采用了红外探测器。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的红外光源采用了中红外发光二极管MIR-LED阵列。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的脉冲电流源的脉冲产生采用了 NE555时基电路。
9.根据权 利要求7所述的矿井有害气体检测装置，其特征是所述的脉冲电流源的脉冲产生采用了 NE555时基电路。
专利摘要本实用新型公开了一种能预报瓦斯爆炸的矿井有害气体检测装置，其特征是它包括单片机，单片机连接有模/数转换电路、外部时钟电路、显示控制电路、报警电路，发射模块经接收模块与模/数转换电路连接；所述的发射模块连接有直流电流源；脉冲电流源经分频选择电路与发射模块连接；所述的脉冲电流源又经脉宽调制电路与接收模块连接，本实用新型仪器成本低，能对矿井下的有害气体在线实时检测，检测效率高，有效提高了矿井作业的安全性。
文档编号G01N21/35GK203148843SQ20132015724
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者田旺兰, 李加升, 谢国辉 申请人:湖南城市学院