一种泵吸式气体探测器的制作方法

1.本实用新型涉及探测器技术领域，具体的说，是涉及一种泵吸式气体探测器。


背景技术：

2.气体探测器是对单一或多种可气体浓度响应的探测器。目前，公知的气体探测器构造是由气体传感器、探测器外壳、传感器信号放大电路板、主控单片机和报警电路组成。气体传感器检测气体方式采用被动式自由扩散，气体传感器由主控单片机控制，检测到泄漏的气体后发送至传感器信号放大电路进行信号放大，并由报警电路进行报警。但是由于气体扩散速度慢，这种被动的、扩散式的检测方式反应时间慢、检测气体数量少，当气体浓度突然变化时，不能及时提醒反馈回气体浓度变化情况。
3.另外，现在的气体探测器检测气体数量有限，对于非检测范围的气体无法做到精准的探测，影响气体探测器的适用范围。
4.上述缺陷，值得改进。


技术实现要素：

5.为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种泵吸式气体探测器。
6.本实用新型技术方案如下所述：
7.一种泵吸式气体探测器，其特征在于，包括主控单片机、供电电路、气泵电路、气体传感器电路以及报警电路，所述主控单片机分别与所述供电电路、所述气泵电路、所述气体传感器电路以及所述报警电路连接，所述气泵电路与气泵连接，所述气体传感器电路与不少于6个气体传感器连接。
8.根据上述方案的本实用新型，其特征在于，在所述气泵电路中，气泵驱动芯片u23的第六引脚和第八引脚均与电源vcc、第四十三电容c43连接，所述第四十三电容c43的另一端接地，所述气泵驱动芯片u23的第五引脚与主控芯片u3的第八十九引脚pump_pwm连接，其第七引脚与所述主控芯片u3第八十八引脚en_pump_sleep_l连接，所述气泵驱动芯片u23第二引脚与肖特基二极管z1的第二引脚、气泵j2的第二引脚连接，所述气泵驱动芯片u23第三引脚与肖特基二极管z1的第一引脚、气泵j2的第一引脚连接，所述气泵驱动芯片u23的第四引脚接地，其第一引脚与供电芯片u7的第十一引脚的电源信号v_mt连接。
9.进一步的，所述气泵驱动芯片u23的第一引脚与第三十六电阻r36连接，所述第三十六电阻r36的两端分别与气泵故障检测电路芯片u9的第五引脚和第四引脚连接。
10.更进一步的，所述气泵故障检测电路芯片u9为ina199x1芯片。
11.更进一步的，所述气泵故障检测电路芯片u9的第三引脚与模拟电压avcc、第三十电容c30连接，所述第三十电容c30的另一端接地；所述气泵故障检测电路芯片u9的第一引脚和第二引脚接地，其第六引脚经过第五十五电阻r55与第六十二电容c62、所述主控芯片u3的第十五引脚an_pump_curent连接，所述第六十二电容c62的另一端接地。
12.更进一步的，所述第三十六电阻r36的另一端分别与第二十九电容c29、第七十六
电阻r76连接，所述第二十九电容c29的另一端接地，所述第七十六电阻r76的另一端与所述v_mt连接。
13.根据上述方案的本实用新型，其特征在于，在所述气体传感器电路中，传感器芯片u12的第四引脚与主控芯片u3的第八十一引脚ic_m_sda连接，其第五引脚与所述主控芯片u3的第八十引脚ic_m_scl连接，其第六引脚和第八引脚均与第五十六电容c56、第五十五电容c55、电源vcc连接，所述第五十六电容c56的另一端、所述第五十五电容c55的另一端、所述传感器芯片u12的第二引脚、第三引脚、第七引脚均接地；
14.所述传感器芯片u12的第十引脚与第五十一电阻r51、5v供电信号v_comb、气体传感器u14的第一引脚连接，所述第五十一电阻r51的另一端与所述传感器芯片u12的第一引脚、第五十二电阻r52、第四十七电阻r47连接，所述第五十二电阻r52的另一端与所述传感器芯片u12的第九引脚连接并接地，所述气体传感器u14的第二引脚经过第四十三电阻r43与比较器u13的第五引脚连接，并经过第四十八电阻r48接地，所述比较器u13的第六引脚与所述第四十七电阻r47、第四十九电阻r49连接，所述第四十九电阻r49的另一端与所述比较器u13的第七引脚连接，所述比较器u13的第七引脚还经过第五十三电阻r53与第五十三电容c53、气体传感器信号cas_cc连接，所述第五十三电容c53的另一端接地，所述气体传感器u14的第三引脚接地。
15.根据上述方案的本实用新型，其特征在于，在所述供电电路中，磁珠fb3分别与第二十四电容c24、第二十五电容c25、第十四电阻r14以及供电芯片u7的第十二引脚、第十三引脚连接，所述第二十四电容c24的另一端、所述第二十五电容c25的另一端接地，所述第十四电阻r14的另一端与所述供电芯片u7的第十引脚连接，所述供电芯片u7的第二引脚分别与第一百零一电容c101、第九十一电阻r91、以及主控芯片u3的第八十三引脚en_ph_pwe_h连接，所述供电芯片u7的第五引脚和第六引脚之间经第三电感l3串联，所述供电芯片u7的第四引脚、第一引脚、第八引脚、第九引脚、第三引脚、第十六引脚以及第七引脚均接地，所述供电芯片u7的第十一引脚分别与第四十一电阻r41、第四十二电阻r42、第二十七电容c27、第二十六电容c26、第一二极管z11的阴极、第二二极管z12的阴极、第三二极管z13的阴极以及供电芯片u7的第十一引脚的电源信号v_mt连接，所述第二十七电容c27的另一端、所述第二十六电容c26的另一端、所述第一二极管z11的阳极、所述第二二极管z12的阳极、第三二极管z13的阳极均接地，所述第四十一电阻r41的另一端经过第九十九电容c99与所述供电芯片u7的十五引脚、所述第四十二电阻r42、第九十电阻r90、第十五电阻r15以及第十电容c10连接，所述第十五电阻r15的另一端经过第九十八电容c98后与所述供电芯片u7的十四引脚、所述第十电容c10连接，所述第九十电阻r90的另一端接地。
16.根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述报警电路包括马达蜂鸣器电路和光报警电路，所述马达蜂鸣器电路、所述光报警电路均与所述主控单片机连接。
17.根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述主控单片机还与数据保存电路连接。
18.根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型采用气泵对危险区域的气体进行主动吸取，避免了被动自由扩散检测方式带来的检测速度慢的缺陷，可以更加快速的判断危险，保证生产、生活的安全；另外，本实用新型通过至少6个气体传感器增加了气体检测的种类。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图；
20.图2为本实用新型主控单片机的电路图；
21.图3为本实用新型中气泵电路的电路图；
22.图4为本实用新型中其中一个气体传感器电路的电路图；
23.图5为本实用新型中供电电路的电路图。
具体实施方式
24.下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：
25.如图1所示，一种泵吸式气体探测器，包括主控单片机、供电电路、气泵电路、气体传感器电路以及报警电路，主控单片机分别与供电电路、气泵电路、气体传感器电路以及报警电路连接。
26.如图1至图3所示，本实用新型中气泵电路与气泵连接，通过气泵主动吸取外部的气体进行检测，解决了传统气体检测器检测速度慢的缺陷。另外，本实用新型中气泵还与开关控制连接，保留了气泵打开和关闭的功能：气泵打开时采用泵吸的主动方式进行气体探测，气泵流量速度按照需求进行自由调节，进而可以控制反应时间，以便适应不同的探测场合；气泵关闭时采用自由扩散的被动方式。本实用新型的探测方式更加自由，使用场合更加广泛。
27.在气泵电路中，气泵驱动芯片u23的第六引脚和第八引脚均与电源vcc、第四十三电容c43连接，第四十三电容c43的另一端接地，气泵驱动芯片u23的第五引脚与主控芯片u3的第八十九引脚pump_pwm连接，其第七引脚与主控芯片u3第八十八引脚en_pump_sleep_l连接，气泵驱动芯片u23第二引脚与肖特基二极管z1（型号为mbr0530）的第二引脚、气泵j2的第二引脚连接，气泵驱动芯片u23第三引脚与肖特基二极管z1的第一引脚、气泵j2的第一引脚连接，气泵驱动芯片u23的第四引脚接地，其第一引脚与供电芯片u7的第十一引脚的电源信号v_mt连接。
28.本实用新型的气泵电路中还设有用于对气泵进行故障检测的气泵故障检测电路。具体的，气泵驱动芯片u23的第一引脚与第三十六电阻r36连接，第三十六电阻r36的两端分别与气泵故障检测电路芯片u9的第五引脚和第四引脚连接。优选的，气泵故障检测电路芯片u9选用ina199x1芯片。
29.气泵故障检测电路芯片u9的第三引脚与模拟电压avcc、第三十电容c30连接，第三十电容c30的另一端接地；气泵故障检测电路芯片u9的第一引脚和第二引脚接地，其第六引脚经过第五十五电阻r55与第六十二电容c62、主控芯片u3的第十五引脚an_pump_curent连接，第六十二电容c62的另一端接地。
30.第三十六电阻r36的另一端分别与第二十九电容c29、第七十六电阻r76连接，第二十九电容c29的另一端接地，第七十六电阻r76的另一端与供电芯片u7的第十一引脚的电源信号v_mt连接。
31.在气泵电路的实现过程中，主控芯片u3打开气泵功能，并设置气泵速度等级，主控芯片u3的第八十八引脚en_pump_sleep_l输出低电平，气泵驱动芯片的开关开启，主控芯片u3的第八十九引脚pump_pwm输出控制速度信号给气泵驱动芯片u23，并控制气泵驱动芯片
u23开始工作，气泵驱动芯片u23驱动气泵开始泵吸吸气，在工作过程中检测第三十六电阻r36的电流，并通过气泵故障检测电路芯片u9后转电压信号，经过第五十五电阻r55接入主控芯片u3的第十五引脚an_pump_curent完成气泵过流保护。
32.本实用新型的气泵泵吸速度可调节范围为2～100等级，气体流量更加稳定，气体检测反应时间小于10秒，同时气泵具备故障报警功能，可以在线监测气泵的工作状态。
33.如图1、图2、图4所示，气体传感器电路与不少于6个气体传感器连接，能够探测更多种类气体的浓度，探测更加精准。
34.在气体传感器电路中，传感器芯片u12的第四引脚与主控芯片u3的第八十一引脚ic_m_sda连接，其第五引脚与主控芯片u3的第八十引脚ic_m_scl连接，其第六引脚和第八引脚均与第五十六电容c56、第五十五电容c55、电源vcc连接，第五十六电容c56的另一端、第五十五电容c55的另一端、传感器芯片u12的第二引脚、第三引脚、第七引脚均接地；
35.传感器芯片u12的第十引脚与第五十一电阻r51、5v供电信号v_comb、气体传感器u14的第一引脚连接，第五十一电阻r51的另一端与传感器芯片u12的第一引脚、第五十二电阻r52、第四十七电阻r47连接，第五十二电阻r52的另一端与传感器芯片u12的第九引脚连接并接地，气体传感器u14的第二引脚经过第四十三电阻r43与比较器u13的第五引脚连接，并经过第四十八电阻r48接地，比较器u13的第六引脚与第四十七电阻r47、第四十九电阻r49连接，第四十九电阻r49的另一端与比较器u13的第七引脚连接，比较器u13的第七引脚还经过第五十三电阻r53与第五十三电容c53、气体传感器信号cas_cc连接，第五十三电容c53的另一端接地，气体传感器u14的第三引脚接地。
36.图4仅为本实用新型中其中一个气体传感器的电路示意图，其他气体传感器的电路结构可以与该电路相同或不同。
37.本实用新型实现泵吸式检测过程中，气泵开始吸气后通过内部的导管直接均匀的导入每个气体传感器的上方，完成从探测器外快速吸气进入传感器表面，气泵速度恒定则气体流量也为恒定。
38.如图1、图2、图5所示，在供电电路中，磁珠fb3分别与第二十四电容c24、第二十五电容c25、第十四电阻r14以及供电芯片u7的第十二引脚、第十三引脚连接，第二十四电容c24的另一端、第二十五电容c25的另一端接地，第十四电阻r14的另一端与供电芯片u7的第十引脚连接，供电芯片u7的第二引脚分别与第一百零一电容c101、第九十一电阻r91、以及主控芯片u3的第八十三引脚en_ph_pwe_h连接，供电芯片u7的第五引脚和第六引脚之间经第三电感l3串联，供电芯片u7的第四引脚、第一引脚、第八引脚、第九引脚、第三引脚、第十六引脚以及第七引脚均接地，供电芯片u7的第十一引脚分别与第四十一电阻r41、第四十二电阻r42、第二十七电容c27、第二十六电容c26、第一二极管z11的阴极、第二二极管z12的阴极、第三二极管z13的阴极以及供电芯片u7的第十一引脚的电源信号v_mt连接，第二十七电容c27的另一端、第二十六电容c26的另一端、第一二极管z11的阳极、第二二极管z12的阳极、第三二极管z13的阳极均接地，第四十一电阻r41的另一端经过第九十九电容c99与供电芯片u7的十五引脚、第四十二电阻r42、第九十电阻r90、第十五电阻r15以及第十电容c10连接，第十五电阻r15的另一端经过第九十八电容c98后与供电芯片u7的十四引脚、第十电容c10连接，第九十电阻r90的另一端接地。
39.本实用新型采用锂电池供电续航，正常工作时间可达12小时，电池充满只需要4小
时即可实现循环使用。
40.在一个优选实施例中，报警电路包括马达蜂鸣器电路和光报警电路，马达蜂鸣器电路、光报警电路均与主控单片机连接。通过自带光震动报警功能，实现了气体探测多类报警功能，警示效果明显。
41.在一个优选实施例中，主控单片机还与数据保存电路连接，实现了探测气体浓度值的数据记录、保存功能。
42.本实用新型能避免了被动自由扩散检测方式，直接使用泵吸主动吸取气体检测浓度和危险区域解决了探测慢的造成的困难，更容易快速判断危险区域保证生产安全。
43.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
44.上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。