一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置的制作方法

本实用新型涉及可燃气体检测技术领域，特别是一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置。

背景技术：

气体检测报警器是一种气体成分及含量检测的仪器仪表工具，主要是利用气体检测报警器中的传感器及处理电路，将传感器其与气体接触产生的电信号传送至控制室，并由控制室产生报警信号，以此达到报警的目的，特别是在生产、仓储、救援等爆炸性气体环境中，以及石油、化工等行业，气体检测报警器已经广泛应用并成为必不可少的安全系统设备之一。每年由燃气事故造成的经济损失高达数十亿元，为防患于未然，对可燃气体的泄漏检测显得十分重要，同时，检漏仪的便携性与易用性显得十分重要，对检测工作的执行效果有着举足轻重的作用，因此一种使用简单，携带方便，精度高，工作时间长的经济型检测仪器，必然有着广阔的应用背景。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置，旨在实现进行扩散气体采样，并及时对气体泄漏进行声光报警，解决现有的气体检漏报警装置存在的携带不便以及精度低的问题。

为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置，所述装置包括：

充电电路、电池、DC-DC电源、催化气敏传感器、气体检测电路、终端输入电路、蜂鸣报警电路、数字显示电路、环境温度采集电路、电池电压采样电路、单片机复位电路以及单片机；

所述催化气敏传感器的输出端连接所述气体检测电路，所述气体检测电路连接所述单片机；

所述单片机还分别连接有终端输入电路、蜂鸣报警电路、数字显示电路、环境温度采集电路、电池电压采样电路以及单片机复位电路。

优选地，所述单片机为STM32F100C8T6单片机。

优选地，所述气体检测电路结构如下：

催化MJC4/2.9J传感器的信号端经R29接单片机STM32F100C8T6的11脚， LM258的脚5经R27接传感器的信号端，经R30接地，脚6经R23接脚7，经R25 接单片机STM32F100C8T6的14脚，LM258脚7经R26接C18，单片机STM32F100C8T6 的脚10，C18的另一端接地，单片机STM32F100C8T6的脚14经R25接LM258的脚6。

优选地，所述DC-DC电源为LM2735芯片和L1，C6，D1，C5，R2，R7，C1 组成的5V升压电路,LM2735芯片的脚5与脚4连接在一起和C6组成输入端，L1 的一端与脚5相连，另一端经脚1连接与D1，D1的另一端与C5，R2，C1相连，脚2接地，脚3经R7接地，C5，R2的另一端与脚3，R7相连组成5V输出端，向蜂鸣器，LM258提供电源；LM1117芯片和C2，C3，C4组成的3.3V降压电路， LM1117芯片脚1直接接地，脚2连接C2，C4组成3.3V输出端,向单片机，数码管，LMT84,XC6206提供电源，脚3连接C3组成5V输入端，C2，C3，C4的另一端接地；XC6206芯片和C14，C25,E1,C26组成的2.9V降压电路,XC6206的脚1 接地，脚3经C14接地，组成2,9V电源的输入端，C25，C26，E1的一端接脚2，另一端接地组成2.9V电源的输出端，向传感器提供电源。

优选地，所述环境温度采集电路，由LMT84芯片和R10，C9，C8组成，LMT84 的1脚，2脚，5脚接地，4脚接3.3V,C8的一端接地，另一端接3.3V,R10的一端接LMT84的3脚，另一端与C9的一端接STM32的15脚，C9的另一端接地。

优选地，所述终端输入电路的按键S1的脚1接入单片机STM32F100C8T6的脚28,C11，R12，脚4接3.3V电源，C11，R12的另一端接地，按键S2的脚1 接入单片机STM32F100C8T6的脚27,C12，R13，脚4接3.3V电源，C12，R13的另一端接地；按键S3的脚1经过D3阴极接电池，脚4接D5阳极，R19,R19的另一端接入单片机STM32F100C8T6的脚26,R20，C16，R20，C16的另一端接地，D5的阴极接D4的阴极，R15，D4的阳极接单片机STM32F100C8T6的脚25，R15 的另一端接R16，Q4的基极，R16的另一端，Q4的发射极接地，Q4的集电极接 R11，Q2的栅极，R11的另一端接Q2的源极，并接入电池经D3阳极后的阴极输出，Q2的漏极接入5V，3V电源的输入。

优选地，所述充电电路由充电芯片BQ24040DSQT及其外围电路组成，充电座的脚3,1接入地，脚2接入TVS1，C13，BQ24040DSQT的脚1，TVS1与C13的另一端接地，R18，R17的一端接地，另一端接BQ24040DSQT的脚2,4，BQ24040DSQT 的脚3接地，脚9经R14接地，脚10接电池的正极，再经R9接脚8，经R8接脚5，经C10接地,充电座的脚2接D2阳极，R5；R5的另一端接地，D2的阴极接 Q3的源极，Q3的栅极接充电座的脚2，Q3的漏极经C7接地。

优选地，所述数字显示电路由STM32F100C8T6单片机的18脚，19脚，20 脚，39脚，40脚，41脚，42脚，43脚经排阻R20，R24连接到数码管的1脚， 2脚，3脚，4脚，5脚，6脚，7脚，8脚；单片机的45脚，46脚，21脚，22 脚经排阻R28连接到Q8，Q7，Q5，Q6的基极，Q8，Q7，Q5，Q6的集电极接3.3V 电源；Q8，Q7，Q5，Q6的发射极接数码管的9,10,11,12脚。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过催化气敏传感器进行泄漏气体的监测，并将信号传输至气体检测电路，主动对待测气体进行检测，且本实用新型设置细长鹅颈管，可深入到被检测部位的深部进行检测，增加了探测范围，适用于复杂的探头深入场景，特别对于狭窄的间隙、管道等仪器无法进入的地方，方便地进行检测；通过数字显示电路，在使用设备进行可燃气体检测时仅需要根据仪器数码管上的浓度指示，就可以方便的判断出有无可燃气体的泄漏，甚至找到泄漏点，简单且直观，从而大大提高了检测效率和质量，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所提供的一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置结构框图；

图2为本实用新型实施例中所提供的单片机电路示意图；

图3为本实用新型实施例中所提供的DC-DC电源电路示意图；

图4为本实用新型实施例中所提供的蜂鸣报警电路示意图；

图5为本实用新型实施例中所提供的数字显示线路示意图；

图6为本实用新型实施例中所提供的气体检测电路示意图；

图7为本实用新型实施例中所提供的充电电路示意图；

图8为本实用新型实施例中所提供的环境温度采集电路示意图；

图9为本实用新型实施例中所提供的终端输入电路示意图；

图10为本实用新型实施例中所提供的电池电压采样电路示意图；

图11为本实用新型实施例中所提供的单片机复位电路示意图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置进行详细说明。

如图1-9所示，本实用新型实施例公开了一种基于催化气敏传感器的检漏报警装置，包括：

充电电路、电池、DC-DC电源、催化气敏传感器、气体检测电路、终端输入电路、蜂鸣报警电路、数字显示电路、环境温度采集电路、电池电压采样电路、单片机复位电路以及单片机；

所述催化气敏传感器的输出端连接所述气体检测电路，所述气体检测电路连接所述单片机；

所述单片机还分别连接有终端输入电路、蜂鸣报警电路、数字显示电路、环境温度采集电路、电池电压采样电路以及单片机复位电路。

所述DC-DC电源为LM2735芯片和L1，C6，D1，C5，R2，R7，C1组成的5V 升压电路,LM2735芯片的脚5与脚4连接在一起和C6组成输入端，L1的一端与脚5相连，另一端经脚1连接与D1，D1的另一端与C5，R2，C1相连，脚2接地，脚3经R7接地，C5，R2的另一端与脚3，R7相连组成5V输出端，向蜂鸣器，LM258提供电源；LM1117芯片和C2，C3，C4组成的3.3V降压电路，LM1117 芯片脚1直接接地，脚2连接C2，C4组成3.3V输出端,向单片机，数码管， LMT84,XC6206提供电源，脚3连接C3组成5V输入端，C2，C3，C4的另一端接地；XC6206芯片和C14，C25,E1,C26组成的2.9V降压电路,XC6206的脚1接地，脚3经C14接地，组成2,9V电源的输入端，C25，C26，E1的一端接脚2，另一端接地组成2.9V电源的输出端，向传感器提供电源。

所述气体检测电路，催化MJC4/2.9J传感器的信号端经R29接单片机 STM32F100C8T6的11脚，LM258的脚5经R27接传感器的信号端，经R30接地，脚6经R23接脚7，经R25接单片机STM32F100C8T6的14脚，LM258脚7经R26 接C18，单片机STM32F100C8T6的脚10，C18的另一端接地，单片机STM32F100C8T6 的脚14经R25接LM258的脚6。

所述环境温度采集电路，由LMT84芯片和R10，C9，C8组成，LMT84的1脚， 2脚，5脚接地，4脚接3.3V,C8的一端接地，另一端接3.3V,R10的一端接LMT84 的3脚，另一端与C9的一端接STM32的15脚，C9的另一端接地。

所述终端输入电路，按键S1的脚1接入单片机STM32F100C8T6的脚28,C11， R12，脚4接3.3V电源，C11，R12的另一端接地，按键S2的脚1接入单片机 STM32F100C8T6的脚27,C12，R13，脚4接3.3V电源，C12，R13的另一端接地；按键S3的脚1经过D3阴极接电池，脚4接D5阳极，R19,R19的另一端接入单片机STM32F100C8T6的脚26,R20，C16，R20，C16的另一端接地，D5的阴极接 D4的阴极，R15，D4的阳极接单片机STM32F100C8T6的脚25，R15的另一端接R16，Q4的基极，R16的另一端，Q4的发射极接地，Q4的集电极接R11，Q2的栅极，R11的另一端接Q2的源极，并接入电池经D3阳极后的阴极输出，Q2的漏极接入5V，3V电源的输入。

所述的充电电路由充电芯片U4及其外围电路组成，充电座的脚3,1接入地，脚2接入TVS1，C13，U4的脚1，TVS1与C13的另一端接地，R18，R17的一端接地，另一端接U4的脚2,4，U4的脚3接地，脚9经R14接地，脚10接电池的正极，再经R9接脚8，经R8接脚5，经C10接地,充电座的脚2接D2阳极， R5；R5的另一端接地，D2的阴极接Q3的源极，Q3的栅极接充电座的脚2，Q3 的漏极经C7接地。

所述的数字显示电路，由STM32单片机的18脚，19脚，20脚，39脚，40 脚，41脚，42脚，43脚经排阻R20，R24连接到数码管的1脚，2脚，3脚，4 脚，5脚，6脚，7脚，8脚；单片机的45脚，46脚，21脚，22脚经排阻R28 连接到Q8，Q7，Q5，Q6的基极，Q8，Q7，Q5，Q6的集电极接3.3V电源；Q8， Q7，Q5，Q6的发射极接数码管的9,10,11,12脚。

所述的蜂鸣报警电路，蜂鸣器BUZZER的正端接5V电源，另一端接Q1的集电极，Q1的发射极接地，单片机的脚12通过电阻R3连接到Q4的基极，R6的一端接Q1的基极，另一端接地。

所述电池电压采样电路连接单片机，用于采集电池电压，单片机的脚13接 R4，C7，R1的一端，R1的另一端接Q2的漏极，R4，C7的另一端接地。

所述单片机复位电路连接单片机，为单片机提供复位信号，每次开机上电复位，电阻R21一端接3V3电压，另一端接单片机的NRST引脚以及C17，C17 另一端接地。

本实用新型设置鹅颈管，可深入到被检测部位的深部进行检测，增加了探测范围，适用于复杂的探头深入场景。

使用本实用新型提供的检测仪器检测的时候首先按下“开关”键S3，Q4导通，进而使Q2导通，DC-DC电源开始工作，输出5V，3.3V,3V电压。单片机 STM32F100C8T6开始工作。检测S3按下的时间，大于3秒后，单片机的25脚输出高电平，控制Q4导通，进而Q2导通，仪器开始预热，此时S3的断开不会再影响一起的工作，如果S3在3秒内断开，则仪器因为断电而停止工作，预热完毕后，传感器正常进行工作，模拟电压信号首先通过STM32F100C8T6单片机的 11脚进行AD转换，单片机通过采样值判断传感器是否发生故障，如果有故障时 (传感器的信号端输出电压为2.9V或者对地短路)，单片机11脚上对应的电压为将近3V或0V；而正常时，此电压值在1.4-1.9V之间，并随着可燃气体浓度的增加而增加，发生故障则点亮故障指示灯，同时蜂鸣器发出声音，若无故障时，LM258对传感器信号进行放大，并将结果送入STM32单片机的10脚，单片机分析处理后将数字显示在数码管上，如果到达或者超过报警点，仪器将通过蜂鸣器发出报警提示音并且点亮报警提示灯。单片机对电池电量进行实时采集，当电池电压过低时，欠压指示灯亮，同时发出间断提示音；如果用户继续使用，当电池电压降低到保护值时，设备将自动关闭，以此动作来保护电池，仪器上还配合按键显示温度，电池电量，并配合按键进行自检，标定，调零等操作，当仪器在洁净的空气中，传感器存在漂移时，按调零键可以进行调零操作。

本实用新型通过催化气敏传感器进行泄漏气体的监测，并将信号传输至气体检测电路，主动对待测气体进行检测，且本实用新型设置细长鹅颈管，可深入到被检测部位的深部进行检测，增加了探测范围，适用于复杂的探头深入场景，特别对于狭窄的间隙、管道等仪器无法进入的地方，方便地进行检测；通过数字显示电路，在使用设备进行可燃气体检测时仅需要根据仪器数码管上的浓度指示，就可以方便的判断出有无可燃气体的泄漏，甚至找到泄漏点，简单且直观，从而大大提高了检测效率和质量，降低了成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。