专利名称:一种基于msp430的可燃气体报警器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于MSP430的可燃气体报警器，包括：传感器、数字电位器、仪表放大器、MSP430单片机、显示键盘、声光报警器、LED显示器，传感器与仪表放大器连接，仪表放大器与MSP430单片机连接，数字电位器与MSP430单片机连接，显示键盘与MSP430单片机连接，MSP430单片机与声光报警器、LED显示器连接，MSP430单片机还通过通讯接口与电脑连接。本实用新型通过MSP430单片机为系统核心，配合外围电路共同完成信号采集、时间显示、声光报警、按键输入、故障检测等功能。
【专利说明】一种基于MSP430的可燃气体报警器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种报警器【技术领域】，更具体地说，涉及一种基于MSP430的可燃气体报警器。
【背景技术】
[0002]纵观国内外对每路易燃易爆有毒有害气体报警器的周期检测，每次都必须安排二人以上并携带标准物质到报警器安装现场对设备进行现场周期检定报警误差值，不仅大量耗费人工和差旅费，而且也大量耗费时间，工作效率很低。由于气体报警器都是安装在危险气体防爆场所，对于气体报警器的参数修改、设置、调试都需要在现场带电违规开盖操作，这种带电开盖操作就带来了一定的安全隐患，万一引爆现场，由此造成事故后果将不堪设想，而且由于设置报警器的地点分布比较广，现场维护或者寄送维护，成本很高。
[0003]因此，由于现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的为提供一种基于MSP430的可燃气体报警器，利用NAP-55A型催化燃烧式可燃气体传感器、MSP430F437单片机和液晶显示器等组成智能式、低功耗可燃气体报警系统，能显示探测区域可燃气体浓度，并能根据用户预先设定的报警值进行判断是否报警。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种基于MSP430的可燃气体报警器，包括:
[0007]用于感受到被测量的信息，并能将感受到的信息变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制，实现自动检测和自动控制的传感器；
[0008]用于所述传感器检测转轴的角度变化，并将这个角度变化用多种信号类型反馈输出，利用输出反馈信号与角度变化成线性比例的特性，通过驱动转轴实现输出调节功能的数字电位器；
[0009]用于电桥差分输入的微弱电压信号，使电路只对差模信号放大，放大那些在共模电压下信号的仪表放大器；
[0010]用于对输入的电压信号进行处理的MSP430单片机；
[0011]用于自检、消音、设置时间、复位、查询地址、运行输入控制的显示键盘；
[0012]用于接收来自所述MSP430单片机的报警信号，进行报警的声光报警器；
[0013]用于显示处理器将A/D转换值转化为气体体积分数的LED显示器。
[0014]优选的，所述的自动检测和自动控制的传感器，是催化燃烧式可燃气体传感器。
[0015]优选的，所述的信号的仪表放大器的共模抑制比为70?100dB，同相和反相输入端的阻抗值为10~9?10~12Ω。
[0016]优选的，所述仪表放大器在IkHz条件下，折合到输入端的输入噪声要求小于10nV/Hzo
[0017]优选的，所述的输入控制的显示键盘的电路由4位拨码开关和3个弹跳式按钮组成，所述显示键盘电路实现系统时间调节、系统的归零、标定、报警点设置、报警和故障信息查阅和设置本机通讯地址。
[0018]本实用新型的有益之处在于:通过MSP430单片机为系统核心，配合外围电路共同完成信号采集、时间显示、声光报警、按键输入、故障检测等功能；根据检测区域的大小和贮气量的多少，可以进行检测报警，可燃气体浓度信号通过传感器将可燃气体浓度信号转换电压信号，经过仪表放大器，输出一个适合单片机接受的电压信号，送入MSP430F437中；然后，经过A/D转换、线性化处理后，将电压、信号转换成对应的十六进制浓度值；最后将浓度值送入ED数码管显示。当检测到的可燃性气体浓度超出上下限报警设定值，报警器发出声光报警。本实用新型结构简单，使用方便，能够根据空间内可燃气体的量与预设值之间的比较，进行报警。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本实用新型的结构示意图；
[0021]图中:1为传感器；2为数字电位器；3为显示键盘；4为MSP430F437单片机；5为仪表放大器；6为声光报警器；7为LED显示器。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型提供了一种基于MSP430的可燃气体报警器，本实用新型结构简单，使用方便，能够根据空间内可燃气体的量与预设值之间的比较，进行报警。
[0023]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]如图1所示的一种基于MSP430的可燃气体报警器，包括:
[0025]感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制实现自动检测和自动控制的传感器I ;
[0026]用于数字传感器检测转轴的角度变化，并将这个角度变化用多种信号类型反馈输出，利用输出反馈信号与角度变化成线性比例的特性，通过驱动转轴实现输出调节功能的数字电位器2;
[0027]用于电桥差分输入的微弱电压信号，差分输入可以使电路只对差模信号放大，能放大那些在共模电压下信号的仪表放大器5 ；
[0028]用于对输入的电压信号进行处理的MSP430单片机4 ;
[0029]用于自检、消音、设置时间、复位、查询地址、运行输入控制的显示键盘3 ;
[0030]用于接收来自所述MSP430单片机的报警信号，进行报警的声光报警器6 ;
[0031]用于显示处理器将A/D转换值转化为气体体积分数的LED显示器7。
[0032]传感器I的气敏材料在通电状态下，可燃气体氧化燃烧活在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量电阻变化从而测量气体体积分数；系统采用的是传感器I和数字电位器2组成电桥电路，电桥差分输出的微弱电压信号(mV)级，经仪表放大器5放大处理后输出微处理器进行A/D转换，处理器将A/D转换值转化为气体体积分数，通过LED显示器7显示并将转化值与用户预先设定的警报值进行比较，从而判断是否需要报警。
[0033]更进一步的，所述的自动检测和自动控制的传感器I，是催化燃烧式可燃气体传感器1，输出线性度很好，不需要做额外的传感器I非线性度补偿处理；同时在环境温度下非常稳定，能对爆炸下限的绝大多数可燃气体进行检测。
[0034]更进一步的，所述的输出调节功能的数字电位器2，采用传感器原理生产，具有良好的线性、精度和温度稳定性；采用软件实现功能，可以根据使用要求变化进行定制；工作方式为非接触，避免传统电位器的磨损，寿命长，可靠性高；由于取消了传统电位器中的电刷基片，有效行程达到360°，实现无盲区测量；输出信号类型多(0-5V/0-10V/4-20mA/串行数字信号输出)，方便信号采集处理；可以通过软件实现有效行程和输出信号的变化，满足各种特殊要求；应用范围广，使用灵活。
[0035]更进一步的，所述的信号的仪表放大器5，具有很高的共模抑制比，典型值为70?10dB以上；具有极高的输入阻抗，同相和反相输入端的阻抗都很好而且相互十分平衡，其典型值为10~9?10~12Ω ;由于仪表放大器5能够处理非常低的输入电压，因此仪表放大器5不能把自身的噪声加到信号上，在IkHz条件下，折合到输入端的输入噪声要求小于10nV/Hzo
[0036]更进一步的，所述的输入控制的显示键盘3，显示键盘3电路由4位拨码开关和3个弹跳式按钮组成，显示键盘3电路实现系统时间调节，系统的归零、标定，报警点设置，报警和故障信息查阅，设置本机通讯地址等。
[0037]检测部分是仪器的传感器采用检测元件与固定电阻和调零电位器构成检测桥路；
[0038]桥路以铂丝为载体催化元件，通电后铂丝温度上升至工作温度，空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面；
[0039]当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零，当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件上时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，铂丝电阻增大，使桥路失去平衡，从而有一电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比，信号经放大，模数转换，通过LED显示器7显示出可燃性气体的浓度；
[0040]探测部分是当被测可燃性气体浓度超过限定值时，经过放大的桥路输出电压与电路探测设定电压；
[0041]通过电压比较器，方波发生器输出一组方波信号，控制声，光探测电路，蜂鸣器发生连续声音，发光二极管闪亮，发出探测信号。
[0042]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0043]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种基于MSP430的可燃气体报警器，其特征在于:包括: 用于感受到被测量的信息，并能将感受到的信息变换成为电信号形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制，实现自动检测和自动控制的传感器； 用于所述传感器检测转轴的角度变化，并将这个角度变化用多种信号类型反馈输出，利用输出反馈信号与角度变化成线性比例的特性，通过驱动转轴实现输出调节功能的数字电位器； 用于电桥差分输入的微弱电压信号，使电路只对差模信号放大，放大那些在共模电压下信号的仪表放大器； 用于对输入的电压信号进行处理的MSP430单片机； 用于自检、消音、设置时间、复位、查询地址、运行输入控制的显示键盘； 用于接收来自所述MSP430单片机的报警信号，进行报警的声光报警器； 用于显示处理器将A/D转换值转化为气体体积分数的LED显示器； 所述传感器与仪表放大器连接，所述仪表放大器与所述MSP430单片机连接，所述数字电位器与所述MSP430单片机连接，所述显示键盘与所述MSP430单片机连接，所述MSP430单片机与所述声光报警器连接，所述MSP430单片机与所述LED显示器连接，所述MSP430单片机通过通讯接口与电脑连接。2.根据权利要求1所述的基于MSP430的可燃气体报警器，其特征在于:所述的自动检测和自动控制的传感器，是催化燃烧式可燃气体传感器。3.根据权利要求1所述的基于MSP430的可燃气体报警器，其特征在于:所述的信号的仪表放大器的共模抑制比为70?100dB，同相和反相输入端的阻抗值为10~9?10~12Ω。4.根据权利要求3所述的基于MSP430的可燃气体报警器，其特征在于:所述仪表放大器在IkHz条件下，折合到输入端的输入噪声要求小于lOnV/Hz。5.根据权利要求1所述的一种基于MSP430的可燃气体报警器，其特征在于:所述的输入控制的显示键盘的电路由4位拨码开关和3个弹跳式按钮组成，所述显示键盘电路实现系统时间调节、系统的归零、标定、报警点设置、报警和故障信息查阅和设置本机通讯地址。
【文档编号】G08B21-16GK204288449SQ201420692361
【发明者】李强 [申请人]天津市商久盛源科技股份有限公司