本实用新型涉及气体检测技术领域，特别涉及一种基于数字量输出的有毒气体变送器。
背景技术：
有毒气体变送器通常被应用在煤矿、冶金等工业技术领域中，这些工业技术领域中常常由于泄露而存在大量可燃性气体或有毒害的气体，工作人员长期处于这样的环境中，容易对身体造成伤害，因此有毒气体变送器的灵敏度和可靠性显得尤为重要。
现有的有毒气体变送器容易受到外界环境的干扰，从而导致灵敏度不高，而且成本高，稳定性不好，无法将信号传输至外部系统，因此迫切需要提供一种灵敏度高、成本低廉、稳定性好的有毒气体变送器。
技术实现要素：
本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种灵敏度高、成本低廉、稳定性好的基于数字量输出的有毒气体变送器。
要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为：
一种基于数字量输出的有毒气体变送器包括单片机控制电路，所述单片机控制电路的信号输入端通过继电器电路与第一供电电路的电源输出端相连接，单片机控制电路的信号输入端与AD转换电路的信号输出端相连接，所述AD转换电路的信号输入端与传感器信号放大电路的信号输出端相连接，所述传感器信号放大电路的信号输入端分别连接信号采集电路的信号输出端以及第二供电电路的电源输出端，所述单片机控制电路的信号输出端分别与RS485接口电路、DA转换电路、显示电路、报警电路的信号输入端相连接。
优选的，所述单片机控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的型号为STC90C58RD+芯片，所述STC90C58RD+芯片的引脚24、引脚25均与继电器电路相连接，STC90C58RD+芯片的引脚34、引脚35均与AD转换电路相连接，STC90C58RD+芯片的引脚31、引脚32、引脚33均与DA转换电路相连接，STC90C58RD+芯片的引脚5、引脚9、引脚7均与RS485接口电路相连接。
优选的，所述继电器电路包括电路结构相同的第一继电器模块和第二继电器模块，所述第一继电器模块包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极分别与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端相连接，所述第七电阻R7的另一端与STC90C58RD+芯片的引脚24相连接，所述第八电阻R8的另一端分别连接第一三极管Q1的发射极以及电源，所述第一三极管Q1的基极分别连接第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端，所述第九电阻R9的另一端连接第二三极管Q2的基极，所述第十电阻R10的另一端连接第二三极管Q2的发射极并接地，所述第二三极管Q2的集电极分别连接第一二极管D1的正极、电磁铁的一端，所述第一二极管D1的负极、电磁铁的另一端均连接电源，所述第一继电器模块还包括与电磁铁相配合的开关，所述开关的活动端与第一供电电路的一个输出端相连接，开关的其中一个固定端与第一供电电路的另一个输出端相连接。
优选的，所述RS485接口电路包括MAX485芯片，所述MAX485芯片的引脚1与STC90C58RD+芯片的引脚5相连接，MAX485芯片的引脚2、3均与STC90C58RD+芯片的引脚9相连接，MAX485芯片的引脚4与STC90C58RD+芯片的引脚7相连接；MAX485芯片的引脚6分别连接第三十一电阻R31的一端、第三十三电阻R33的一端、第四稳压二极管D4的负极以及网络设备，所述第三十一电阻R31的另一端分别连接第十六电容C16的一端、MAX485芯片的引脚8以及电源，所述第十六电容C16的另一端接地，所述第三十三电阻R33的另一端分别连接MAX485芯片的引脚7、第三十二电阻R32的一端、第三稳压二极管D3的负极以及网络设备，所述第三十二电阻R32的另一端连接MAX485芯片的引脚5并接地，所述第三稳压二极管D3的正极连接第四稳压二极管D4的正极并接地。
优选的，所述AD转换电路包括AD转换芯片，所述AD转换芯片的型号为ADS1112芯片，所述ADS1112芯片的引脚7、引脚8分别连接STC90C58RD+芯片的引脚35、引脚34。
进一步的，所述DA转换电路包括DA转换芯片，所述DA转换芯片的型号为DAC7512芯片，所述DAC7512芯片的引脚4、引脚5、引脚6分别连接STC90C58RD+芯片的引脚33、引脚32、引脚31。
进一步的，本有毒气体变送器还包括外部设备，所述DA转换电路的信号输出端与外部设备相连接。
进一步的，所述外部设备包括手机或电脑。
进一步的，所述显示电路为液晶显示屏，所述报警电路为闪灯和/或蜂鸣器。
本实用新型的有益效果为：
(1)、本实用新型包括单片机控制电路、继电器电路、传感器信号放大电路、RS485接口电路、AD转换电路、DA转换电路、显示电路、报警电路，本实用新型能够对微弱的有毒气体进行现场检测，并且能够将检测到的有毒气体的警示信息进行显示和报警，而且本实用新型可靠性高、灵敏度高、成本低廉、稳定性好，能够将数字信号通过外部网络系统传输至外界，起到报警的作用。
(2)、所述单片机控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的型号为STC90C58RD+芯片，STC90C58RD+芯片处理信号速度快，成本低，STC90C58RD+芯片以及其外围电路即AD转换电路、DA转换电路、传感器信号放大电路、RS485接口电路的结构简单，易于搭建。
(3)、所述DA转换电路的信号输出端与外部设备相连接，能够将检测到的有毒气体的警示信息通过短信的方式通知用户，起到了双重报警的作用。
附图说明
下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型的结构原理图；
图2为本实用新型的单片机控制电路的原理图；
图3为本实用新型的继电器电路的原理图；
图4为本实用新型的传感器信号放大电路的原理图；
图5为本实用新型的RS485接口电路的原理图；
图6为本实用新型的AD转换电路的原理图；
图7为本实用新型的DA转换电路的原理图。
图中的附图标记含义如下：
10—单片机控制电路 20—继电器电路
30—传感器信号放大电路 40—RS485接口电路
50—显示电路 60—报警电路
70—AD转换电路 80—DA转换电路
90—第一供电电路 100—第二供电电路
具体实施方式
下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如图1所示，一种基于数字量输出的有毒气体变送器包括单片机控制电路10，所述单片机控制电路10的信号输入端通过继电器电路20与第一供电电路90的电源输出端相连接，单片机控制电路10的信号输入端与AD转换电路70的信号输出端相连接，所述AD转换电路70的信号输入端与传感器信号放大电路30的信号输出端相连接，所述传感器信号放大电路30的信号输入端分别连接信号采集电路的信号输出端以及第二供电电路100的电源输出端，所述单片机控制电路10的信号输出端分别与RS485接口电路40、DA转换电路80、显示电路50、报警电路60的信号输入端相连接。
进一步的，所述显示电路50为液晶显示屏，所述报警电路60为闪灯。
具体的，所述信号采集电路为气敏传感器，用于采集煤矿中的有毒气体，所述有毒气体包括一氧化碳、氧气、硫化氢、氯化氢、二氧化硫以及可燃气等，并将采集到的有毒气体发送至信号传感器信号放大电路30进行放大。
所述DA转换电路80将检测到的有毒气体的警示信息传输至用户手机。
如图2所示，所述单片机控制电路10包括控制芯片，所述控制芯片的型号为STC90C58RD+芯片，所述STC90C58RD+芯片的引脚24、引脚25均与继电器电路20相连接，STC90C58RD+芯片的引脚34、引脚35均与AD转换电路70相连接，STC90C58RD+芯片的引脚31、引脚32、引脚33均与DA转换电路80相连接，STC90C58RD+芯片的引脚5、引脚9、引脚7均与RS485接口电路40相连接。
如图3所示，所述继电器电路20包括电路结构相同的第一继电器模块和第二继电器模块，所述第一继电器模块包括第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极分别与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端相连接，所述第七电阻R7的另一端与STC90C58RD+芯片的引脚24相连接，所述第八电阻R8的另一端分别连接第一三极管Q1的发射极以及电源，所述第一三极管Q1的基极分别连接第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端，所述第九电阻R9的另一端连接第二三极管Q2的基极，所述第十电阻R10的另一端连接第二三极管Q2的发射极并接地，所述第二三极管Q2的集电极分别连接第一二极管D1的正极、电磁铁的一端，所述第一二极管D1的负极、电磁铁的另一端均连接电源，所述第一继电器模块还包括与电磁铁相配合的开关，所述开关的活动端与第一供电电路90的一个输出端相连接，开关的其中一个固定端与第一供电电路90的另一个输出端相连接。
如图4所示，所述传感器信号放大电路30包括两级信号放大，共包括3个信号放大器，当第十八电阻R18的电阻值等于第十九电阻R19的电阻值时，传感器信号放大电路30放大的倍数为二十二电阻R22的电阻值，当第二十电阻R20的电阻值等于二十二电阻R22的电阻值，传感器信号放大电路30放大的倍数为第十八电阻R18的电阻值。
如图5所示，所述RS485接口电路40包括MAX485芯片，所述MAX485芯片的引脚1与STC90C58RD+芯片的引脚5相连接，MAX485芯片的引脚2、3均与STC90C58RD+芯片的引脚9相连接，MAX485芯片的引脚4与STC90C58RD+芯片的引脚7相连接；MAX485芯片的引脚6分别连接第三十一电阻R31的一端、第三十三电阻R33的一端、第四稳压二极管D4的负极以及网络设备，所述第三十一电阻R31的另一端分别连接第十六电容C16的一端、MAX485芯片的引脚8以及电源，所述第十六电容C16的另一端接地，所述第三十三电阻R33的另一端分别连接MAX485芯片的引脚7、第三十二电阻R32的一端、第三稳压二极管D3的负极以及网络设备，所述第三十二电阻R32的另一端连接MAX485芯片的引脚5并接地，所述第三稳压二极管D3的正极连接第四稳压二极管D4的正极并接地。
所述RS485接口电路40的B-引脚、A+引脚均与网络设备相连接。
如图6所示，所述AD转换电路70包括AD转换芯片，所述AD转换芯片的型号为ADS1112芯片，所述ADS1112芯片的引脚7、引脚8分别连接STC90C58RD+芯片的引脚35、引脚34。
ADS1112芯片的引脚1、引脚4分别与传感器信号放大电路30相连接，引脚1用于接收气体的浓度信号，引脚4用于接收气体的电流信号。
如图7所示，所述DA转换电路80包括DA转换芯片，所述DA转换芯片的型号为DAC7512芯片，所述DAC7512芯片的引脚4、引脚5、引脚6分别连接STC90C58RD+芯片的引脚33、引脚32、引脚31。
所述DA转换电路80用于输出0～5V电压信号。
所述第二供电电路100包括MC34063芯片，用于提供2.6V电源。
所述第一供电电路90用于提供+24V电源。
为使本实用新型技术方案更加清楚明了，以下通过一具体实施例对本实用新型的工作过程进行说明。
如图1所示，所述继电器电路20的信号输入端接入电源后，开关接通，单片机控制电路10上电，本有毒气体变送器开始工作，所述信号采集电路实时采集煤矿中的有毒气体，并将有毒气体信号通过传感器信号放大电路30进行信号放大，传感器信号放大电路30将放大后的信号发送至ADS1112芯片，ADS1112芯片的引脚1接收气体的浓度信号，引脚4接收气体的电流信号，并将模拟信号转换为数字信号发送至单片机控制电路10的输入端，所述单片机控制电路10判断数字信号是否大于内部预先设置的阈值，如果超过阈值，则控制液晶显示屏显示气体信息，控制闪灯或蜂鸣器报警，从而提醒井下作业人员当前气体超过阈值，同时，控制RS485接口电路40将数字信号通过外部网络系统传输至外界，也可以将控制DA转换电路80将检测到的有毒气体的警示信息传输至用户手机。
综上所述，本实用新型能够对微弱的有毒气体进行现场检测，并且能够将检测到的有毒气体的警示信息进行显示和报警，而且本实用新型可靠性高、灵敏度高、成本低廉、稳定性好。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。