防爆可燃气体探测装置的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及气体传感器领域，具体是指一种防爆可燃气体探测装置。

背景技术：

目前，各种较为典型的可燃气体探测器的气敏器件和探测器的信号处理电路都整合在一起。由于其气敏器件的固有特性，导致信号输出的一致性较差，而且一定时间内都会发生测量值的漂移，所以需要定期对探测器进行标定。采用红外气体敏器件的可燃气体探测器的标定和调试都需在现场向探测器通入目标气体，因此操作比较麻烦和困难，在现场至少需要两个人配合工作，才能完成可燃气体探测器的标定和调试，导致此类可燃气体探测器的应用较为复杂，维护需要耗费大量的人力成本。针对可燃气体和有毒气体的浓度分等级进行不同的处理，也成为了可燃气体探测装置的一种发展趋势。

且可燃气体探测装置一般工作于易燃易爆的环境，但是现有的工作机制中，更多的是将气体探测装置本身视作一种防爆设备，通过其探测结果实现对环境的防爆，而很少关注装置本身的防爆，实际上，装置本身的防爆具有很高的实际意义，如在爆炸的环境下防止炸裂的碎片对人体的二次伤害等，因此，提出一种既能实现单人标定、又能防止爆炸时对人体的二次伤害的气体探测装置是十分有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能实现一人标定、实现多档报警提醒、防止对人体的二次伤害的防爆可燃气体探测装置。

为了实现上述目的，本实用新型的防爆可燃气体探测装置具有如下构成：

一种防爆可燃气体探测装置，包括主体部分，其主要特点是，所述的主体部分设置于一壳体内部，且所述的壳体内部设置有防爆烧结网，所述的壳体为防爆壳体，且所述的主体部分分别与气体传感器部分和报警处理部分相连接，所述的气体传感器部分和报警处理部分也互相连接，且设置于壳体内部。

较佳地，所述的主体部分还包括电源模块、单片机模块和转换模块，所述的转换模块一端连接所述的单片机模块，另一端连接所述的报警处理部分，且所述的电源模块包括单片机电源单元和气体传感器电源单元，其中，所述的单片机电源单元连接至所述的单片机模块，所述的气体传感器电源单元连接至所述的红外气体传感器部分，所述的报警处理部分包括报警主控模块、报警灯和报警继电器，所述的报警灯和所述的报警继电器均所述的报警主控模块相连接。

更佳地，所述的报警处理部分为多档报警处理部分。

尤佳地，所述的报警继电器的数目与所述的多档报警处理部分的档数相关。

尤佳地，所述的转换模块与报警处理部分之间的连接通过一气体浓度分级单元实现，该气体浓度分级单元一端连接所述的转换模块，一端连接所述的报警主控模块。

甚佳地，所述的转换模块包括D/A转换芯片和与所述的D/A转换芯片相连接的三线制转换芯片，所述的转换模块通过所述的三线制转换芯片连接至所述的气体浓度分级单元，所述的转换模块通过所述的D/A转换芯片连接至所述的单片机模块。

更佳地，所述的主体部分还包括一LED显示屏，所述的单片机模块通过一LED驱动电路连接至该LED显示屏。

更佳地，所述的气体传感器部分为红外气体传感器部分，包括传感器主控模块以及与所述的传感器主控模块相连接的红外气体传感器主体，所述的气体传感器部分通过所述的传感器主控模块连接到所述的主体部分，且红外气体传感器主体可插拔的连接至所述的传感器主控模块，所述的红外气体传感器部分与所述的主体部分之间设置有隔离光耦。

尤佳地，所述的红外气体传感器部分的传感器主控模块中包括微控制单元以及存储单元和补偿单元，所述的微控制单元分别与所述的存储单元和补偿单元相连接，所述的补偿单元包括零点漂移补偿单元、环境温度补偿单元，所述的存储单元为可擦写存储单元。

采用该防爆可燃气体探测装置，由于其适用于可燃气体的探测，因此本实用新型中对该探测装置的外壳采用隔爆加本安的防爆结构，还可支持该红外气体传感器部分的热插拔，气体传感器部分还设置有微控制单元以及存储单元和补偿单元，可实现一人标定，无需依赖多人进行标定，十分简单方便，且由于转换模块使被测气体浓度和输出的电流大小成比例，因此可就转换模块输出的电流大小设置多档报警机制，通过多个报警继电器实现不同分级报警下的报警处理，应用范围十分广泛。

附图说明

图1为本实用新型的防爆可燃气体探测装置的爆炸图。

图2为本实用新型的防爆可燃气体探测装置的电源模块在一种具体实施方式中的示意图。

图3为本实用新型的防爆可燃气体探测装置的红外气体传感器部分与单片机模块在通过隔离光耦实现隔离时的结构示意图。

图4为本实用新型的防爆可燃气体探测装置的转换模块中D/A转换芯片与三线制转换芯片的连接关系示意图。

附图标记

1 堵头

2 O型圈

3 垫片

4 橡胶圈

5 铭牌

6 铆钉

7 壳体

8 视窗

9 压板

10 沉头螺丝

11 PCB组件

12 十字组合螺钉

13 后盖

14 红外气体传感器主体

15 粉末冶金网

16 不锈钢筒体

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

一种防爆可燃气体探测装置，包括主体部分，所述的主体部分设置于一壳体内部，且所述的壳体内部设置有防爆烧结网，所述的壳体为防爆壳体，且所述的主体部分分别与气体传感器部分和报警处理部分相连接，所述的气体传感器部分和报警处理部分也互相连接，且设置于壳体内部。

在一种具体的实施例中，该防爆可燃气体探测装置由所述的传感器主控模块控制所述的气体传感器主体的工作与否，以及控制所述的气体传感器主体的数据处理、存储等，并通过设置传感器主控模块中的各项参数实现对气体传感器主体的控制。由于具有隔爆加本安的结构，本实用新型中的装置支持所述的红外气体传感器部分的热插拔，不会由于热插拔而出现危险。

在一种较佳的实施方式中，所述的主体部分还包括电源模块、单片机模块和转换模块，所述的转换模块一端连接所述的单片机模块，另一端连接所述的报警处理部分，且所述的电源模块包括单片机电源单元和气体传感器电源单元，其中，所述的单片机电源单元连接至所述的单片机模块，所述的气体传感器电源单元连接至所述的红外气体传感器部分，所述的报警处理部分包括报警主控模块、报警灯和报警继电器，所述的报警灯和所述的报警继电器均所述的报警主控模块相连接。

请参阅图2，在一种具体实施例中，所述的单片机模块包括一32位单片机，为32引脚贴片封装，工作电压为3.3V。在一种具体实施例中，该单片机用于与红外气体传感器部分进行通讯、用于LED显示屏的驱动，在一种较佳的实施方式中，该单片机上还设置有磁棒控制通讯接口，用以实现磁棒控制，从而实现对红外气体传感器部分的存储部分中存储内容的更改，且具有D/A转换芯片接口，连接所述的转换模块中的D/C转换芯片，实现气体浓度到电流强度的转换，且在该种具体的实施例中，该单片机的在线编程和仿真采用ISP接口方式。

请参阅图3，在一种具体实施例中，24V电源经DC/DC转换芯片实现DC/DC转换功能，气体传感器电源单元为+5V电源，单片机电源单元为+3.3V电源，所述的+5V电源供所述的红外气体传感器部分正常工作，所述的+3.3V电源供所述的单片机模块正常工作，所述的电源模块由24V电源经滤波处理以及DC/DC转换电路的转换处理后获取+5V电源和+3.3V电源，使电压分别适用于单片机和气体传感器电源。

在一种更佳的实施方式中，所述的报警处理部分为多档报警处理部分。

在一种尤佳的实施方式中，所述的报警继电器的数目与所述的多档报警处理部分的档数相关。

在一种尤佳的实施方式中，所述的转换模块与报警处理部分之间的连接通过一气体浓度分级单元实现，该气体浓度分级单元一端连接所述的转换模块，一端连接所述的报警主控模块。

在一种甚佳的实施方式中，所述的转换模块包括D/A转换芯片和与所述的D/A转换芯片相连接的三线制转换芯片，所述的转换模块通过所述的三线制转换芯片连接至所述的气体浓度分级单元，所述的转换模块通过所述的D/A转换芯片连接至所述的单片机模块。

在一种具体实施方式中，所述的D/A转换芯片的输出引脚连接至所述的三线制转换芯片的输入引脚，且所述的转换模块通过所述的D/A转换芯片连接至所述的单片机模块。所述的转换模块输出的4～20mA电流信号作为报警处理部分的输入信号，而所述的气体浓度分级单元根据所述的转换模块输出的4～20mA电流信号进行气体浓度分级，根据不同等级输出对应大小的电流，由于所述的4～20mA电流信号与气体浓度成比例，因此可作为气体浓度分级单元对电流代表的气体浓度进行分级的依据，针对不同气体浓度输出的不同大小的电流信号，所述的气体浓度分级单元输出对应等级大小的电流，驱动不同的报警继电器实现不同等级的报警处理。

在一种更佳的实施方式中，所述的主体部分还包括一LED显示屏，所述的单片机模块通过一LED驱动电路连接至该LED显示屏。在一种具体实施例中，采用LED数码管驱动芯片来驱动LED显示屏，该种LED数码管驱动芯片采用周立功的串方驱动方式，减少单片机口资源占用，LED数码管部分为共阴极数码管。

在一种更佳的实施方式中，所述的气体传感器部分为红外气体传感器部分，包括传感器主控模块以及与所述的传感器主控模块相连接的红外气体传感器主体，所述的气体传感器部分通过所述的传感器主控模块连接到所述的主体部分，且红外气体传感器主体可插拔的连接至所述的传感器主控模块，所述的红外气体传感器部分与所述的主体部分之间设置有隔离光耦。在一种具体实施例中，应当选用符合本质安全的绝缘强度1.5KV的要求的隔离光耦。

在一种尤佳的实施方式中，所述的红外气体传感器部分的传感器主控模块中包括微控制单元以及存储单元和补偿单元，所述的微控制单元分别与所述的存储单元和补偿单元相连接，所述的补偿单元包括零点漂移补偿单元、环境温度补偿单元，所述的存储单元为可擦写存储单元。

在一种具体实施例中，所述的存储单元为一与所述的微控制单元相连接的电可擦可编程只读存储器，在该电可擦可编程只读存储器中存储有预先设置的探测气体的类型、量程以及报警阈值等，且由于其是电可擦可编程只读存储器，因此在理论上是可以由用户自行更改的。所述的微控制单元和所述的补偿单元都基于微控制器MCU，所述的补偿单元是微控制器MCU中预先设置的补偿算法，如线性温度补偿算法，用以实现一人标定。

在一种具体的实施例中，当该防爆可燃气体探测装置安装完成并接通电源时，主体部分可自动读取存储在所述的气体传感器部分的传感器主控模块的存储单元中的气体类型和量程，根据检测到的被测气体浓度输出电流信号，气体浓度与电流信号的大小的转换通过转换模块来实现，所述的转换模块包括D/A转换芯片和与所述的D/A转换芯片相连接的三线制转换芯片，所述的转换模块通过所述的三线制转换芯片连接至所述的气体浓度分级单元，从而连接至所述的报警处理部分，所述的转换模块还通过所述的D/A转换芯片连接至所述的单片机模块，所述的D/A转换芯片将单片机模块接收到的红外气体传感器部分检测到的被测气体浓度转换成模拟信号，由所述的三线制转换芯片根据该模拟信号将被测气体浓度转换为与被测气体浓度成比例的4～20mA的电流信号，从而由气体浓度分级单元接收，并根据电流大小驱动多档报警处理部分，使所述的多档报警处理部分不同档位的电流实现报警分级处理。

在一种具体实施例中，当设置两档报警处理部分时，报警处理部分中包括两个报警继电器以及若干报警灯，所述的LED显示屏由所述的单片机模块控制，显示当前红外气体传感部分的红外气体传感器主体所测的气体浓度值，当所测的气体浓度值超过设定的第一阈值时，三线制转换芯片输出的电流在气体浓度分级单元的第一报警范围内，所述的第一报警继电器工作，进行相应的报警处理；当所测气体浓度值超过第二阈值时，三线制转换芯片输出电流在气体浓度分级单元的第二报警范围内，第二报警继电器工作，第一报警继电器不工作，进行相应的报警处理。

在一种具体实施方式中，还包括超量程预警，当所述的红外气体传感器主体检测到所测气体浓度超过在红外气体传感器部分中设定的气体浓度量程时，所述的主体部分输出的电流超量程，所述的气体浓度分级单元进行超量程处理，输出超量程处理对应的电流，供所述的报警处理部分进行超量程预警。且由于所述的红外气体传感器部分中的存储单元是可擦除存储单元，因此该装置支持对检测的气体类型和报警阈值以及量程的更改。

请参阅图1，在一种具体实施例中，所述的防爆可燃气体探测装置由以下部件构成：

堵头1、O型圈2、垫片3、橡胶圈4、铭牌5、铆钉6、壳体7、视窗8、压板9、沉头螺丝10、PCB组件11、十字组合螺钉12、后盖13、红外气体传感器主体14、粉末冶金网15和不锈钢筒体16。

上述零部件组合构成整个防爆可燃气体探测装置，且铭牌上除了铭刻有该防爆可燃气体探测装置的各项参数外，还可铭刻该防爆可燃气体探测装置所属生产厂家和具体型号等，便于用户依据生产厂家和具体型号进行功能查找和零部件替换。

所述的单片机模块设置于所述的PCB组件11上，所述的电源模块、转换模块也设置于该PCB组件11上。所述的壳体6将整个红外气体传感器模块、主体部分以及报警主体模块包括在其内部，壳体6中还设置防爆烧结网，用以实现防爆隔爆加本安。

采用该防爆可燃气体探测装置，由于其适用于可燃气体的探测，因此本实用新型中对该探测装置的外壳采用隔爆加本安的防爆结构，还可支持该红外气体传感器部分的热插拔，气体传感器部分还设置有微控制单元以及存储单元和补偿单元，可实现一人标定，无需依赖多人进行标定，十分简单方便，且由于转换模块使被测气体浓度和输出的电流大小成比例，因此可就转换模块输出的电流大小设置多档报警机制，通过多个报警继电器实现不同分级报警下的报警处理，应用范围十分广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。