一种适用于工商业可燃气体报警器的外置转换装置的制作方法

1.本发明属于可燃气体报警器领域，具体涉及一种适用于工商业可燃气体报警器的外置转换装置。


背景技术：

2.家用燃气给人们的生活提供极大便利的同时，其易燃易爆的特性也带来较大的安全隐患，如果无法及时地发现并制止家用燃气泄漏，这将会给人们的安全和经济造成重大损失。为防患于未然，对家用燃气进行有效地监测是十分有必要的。在小商业用户中，可燃气体报警器和燃气表的联动方案正越来越多的被使用来监测家用燃气泄漏。当可燃气体报警器检测到周围环境中可燃气体的浓度超标时，将通过有线连接的方式传递信号来告知燃气表关闭表内的切断阀，从而阻止可燃气体后续进一步泄漏。然而大多数燃气表只有一路连接通道，所以通常只连接一个一体式的可燃气体报警器，cn210924857u公开了一种家用可燃气体报警器，该报警器安装在燃气管道附近的墙壁上，并设置有隔离外壳用于油污隔离，但只能在小范围内监测燃气泄漏，对于用气设备环境面积较大的小商业用户，这将不能有效覆盖整个燃气泄漏监测区域，因此需要添加多个检测报警设备实现监测区域的全覆盖，但传统的控制器和多探头相连的可燃气体报警器在成本上又难以让小商业用户接受，需要一种简单、低成本的装置用于连接燃气表和多个可燃气体报警器以达到多点监测目的，另外随着可燃气体报警器的数量增加，可燃气体报警器因自身出现故障或者损坏而无法检测可燃气体泄漏和报警成为一种安全隐患，因此需要对可燃气体报警器本身工作状态进行检测来避免可燃气体报警器损坏而用户没有发觉的“假检测”行为。


技术实现要素：

3.针对上述的问题，本发明提供一种适用于工商业可燃气体报警器的外置转换装置，用于解决一个燃气表连接多个可燃气体报警器的连接问题。
4.本实用新型采用如下技术方案：一种适用于工商业可燃气体报警器的外置转换装置，包括若干个输入端口、输出端口和转换电路；
5.若干个所述输入端口分别连接若干个可燃气体报警器，所述输出端口与燃气表连接，所述转换电路包括电源接入电路、降压电路、报警电路、信号转换电路和mcu；
6.所述输入端口包括一对信号端口和一对供电端口，所述供电端口与所述电源接入电路连接，所述信号端口与所述信号转换电路连接；
7.所述电源接入电路用于将可燃气体报警器的输出电压作为降压电路的输入电压；
8.所述降压电路用于给报警电路和信号转换电路供电；
9.所述信号转换电路将信号端口输出的检测信号转换为预设高低电平信号输入到mcu中；
10.所述mcu根据信号转换电路的输出电压信号而输出相应的电压信号到报警电路中；
11.所述报警电路用于将不同的电压信号输出给燃气表，所述燃气表根据不同的电压信号进行相应的开关阀门的操作。
12.优选的，所述转换电路设置有与若干个所述输入端口的数量相同的若干个电源接入电路和信号转换电路，若干个所述供电端口分别连接若干个电源接入电路，若干个所述信号端口分别连接若干个信号转换电路。
13.优选的，所述电源接入电路经过电压采样后输出采样电压到mcu，所述mcu根据采样电压值输出相应的电压信号到报警电路中。
14.优选的，所述降压电路分为用于将电源接入电路的输出电压降压至预设电压1的一级降压电路和用于将预设电压1降压至预设电压2的二级降压电路。
15.优选的，所述电源接入电路包括二极管d2、二极管d5、二极管d8、二极管d11、二极管d15、自恢复保险丝pt1、电阻r3、电阻r6、电阻r10、电阻r13、电阻r15、电阻r18、电阻r24、电阻r25、三极管q2、三极管q5、电容c4和电容c10；
16.所述三极管q2发射极与三极管q5的发射极连接，所述二极管d2阳极作为端口in1，所述二极管d2阴极串联自恢复保险丝pt1后与三极管q2发射极连接，所述电阻r3第一端与三极管q2发射极连接，电阻r3第二端与二极管d5阴极连接，所述二极管d5阳极接地，所述二极管d5阴极串联电阻r6后与三极管q2基极连接，所述二极管d8阳极与三极管q2基极连接，二极管d8阴极与三极管q2发射极连接，所述三极管q2集电极串联电阻r10后接地，所述电阻r13第一端与三极管q5发射极连接，电阻r13第二端与三极管q2集电极连接，所述三极管q2集电极串联电阻r18后与三极管q5基极连接，所述二极管d11阴极与三极管q5发射极连接，二极管d11阳极与三极管q5基极连接，所述三极管q5集电极与二极管d15阳极连接，所述二极管d15阴极作为端口vcc1，三极管q5集电极串联电容c4后接地，三极管q5集电极依序串联电阻r25、电阻r15和电阻r24后接地，所述电容c10与电阻r24并联，所述电阻r15和电阻r24的连接点作为端口power1_ad。
17.优选的，所述降压电路包括降压芯片u1、降压芯片u2、电阻r1、电阻r8、电阻r16、电容c1、电容c2、电容c5、电容c7、电容c8、电容c12、电容c13、电容c16、电容c20、电容c21、电容c22、二极管d13、二极管d17和电感l1；
18.所述降压芯片u1的引脚bst串联电容c2后与降压芯片u1的引脚sw连接，所述引脚sw 与电感l1第一端连接，所述电感l1第二端经过电容c8后接地，电感l1的第二端作为端口vcc2，所述引脚sw 与二极管d17阴极连接，所述二极管d17阳极接地，降压芯片u1的引脚gnd接地, 降压芯片u1的引脚fb经过电阻r1接地，所述引脚fb经过电阻r8与电感l1第二端连接，所述电阻r8与电容c1并联，降压芯片u1的引脚en与二极管d13阴极连接，二极管d13阳极接地，所述引脚en经过电阻r16与降压芯片u1的引脚vin连接，所述引脚vin经过电容c5后接地，所述引脚vin经过电容c7后接地，所述引脚vin与端口vcc1连接；
19.所述端口vcc2与降压芯片u2的引脚vin连接，所述引脚vin经过电容c16接地，所述电容c16与电容c12和电容c13并联，降压芯片u2的引脚vss接地，降压芯片u2的引脚vout经过电容c20接地，所述电容c20还与电容c21和电容c22并联，所述引脚vout作为端口vcc3。
20.优选的，所述信号转换电路包括电阻r34、电阻r37、电阻r39、电容c30和电容c32；
21.所述电阻r39两端分别作为端口on1和端口io4，电阻r34两端分别与端口vcc3和端口on1连接，端口on1经电阻r37及电容c30接地，所述端口io4经过电容c32接地。
22.优选的，所述报警电路包括电阻r40、电阻r41、电阻42、电阻43、电阻44、电容c33、二极管d18、三极管q8和场效应管q7；
23.所述场效应管q7栅极经过电阻r41与端口vcc2连接，所述场效应管q7源极与端口vcc2连接，所述场效应管q7漏极与二极管d18阴极连接，二极管d18阳极接地，二极管d18阴极作为端口out1，二极管d18阳极作为端口outg，所述二极管d18与电阻r44和电容c33并联，所述场效应管q7栅极串联电阻r43后与三极管q8集电极连接，所述三极管q8基极与电阻r40第一端串联，电阻r40第二端作为端口io7，所述三极管q8发射极接地，所述电阻r42第一端与三极管q8基极连接，电阻r42第二端与三极管q8发射极连接。
24.本实用新型的有益效果包括：提供一个外置转换装置实现单个燃气表与多个可燃气体报警器相连接，可以实现对大面积的用气环境的多点监测覆盖，同时对可燃气体报警器的供电电压进行电压采样分析来检测可燃气体报警器的工作状态，用于发现出现故障或者损坏的可燃气体报警器，以减少可燃气体报警器因状态异常而无法进行气体检测和报警的事故。当检测到燃气泄漏或者报警器状态异常时外置转换装置发出报警信号给燃气表来关闭燃气表中的切断阀从而阻止燃气泄漏，实现全面，安全的家用燃气预警。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
26.图1为外置转换装置与可燃气体报警器和燃气表的连接示意图；
27.图2为外置转换装置的转换电路图；
28.图3为本实施例中的电源接入电路图；
29.图4为本实施例中降压电路的一级降压电路图；
30.图5为本实施例中的降压电路的二级降压电路图；
31.图6为本实施例中的信号转换电路图；
32.图7为本实施例中的报警电路图。
33.其中：1、外置转换装置，2、输出线，3、信号线，4、供电线，5、燃气表，6、可燃气体报警器，10、转换电路，11、电源接入电路，12降压电路，13，报警电路，14、信号转换电路，15、mcu。
具体实施方式
34.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.本实施例中提供了一个适用于工商业可燃气体报警器的外置转换装置，如图1所示，所述外置转换装置1与三个可燃气体报警器6均通过两路电线连接，一路信号线3和一路
供电线4，同时与燃气表5通过一路输出线2连接。所述可燃气体报警器6含有气体检测单元并将检测结果由信号线3从信号端口输入到外置转换装置1，所述可燃气体报警器6还设置有电源并通过供电线连接供电端口对外置转换装置1进行供电。所述燃气表5内置有可以开关燃气管道阀门的切断阀，所述外置转换装置1根据检测信号和供电电压输出相应的报警电压信号给燃气表5，所述燃气表5根据所述报警电压信号对燃气管道阀门的切断阀进行相应的开关操作，以阻止可燃气体的进一步泄露。
36.所述外置转换装置1包括三个输入端口、输出端口和转换电路10，所述输入端口包括一对信号端口和一对供电端口，三个所述输入端口分别各自连接一个可燃气体报警器6，所述输出端口与燃气表5连接。如图2所示，一个输入端口所连接的转换电路10包括电源接入电路11、降压电路12、报警电路13、信号转换电路14和mcu15。三个所述输入端口分别连接有一个电源接入电路11和一个信号转换电路14。
37.图3表示第一路可燃气体报警器6连接的电源接入电路11，并且第一路可燃气体报警器6的电源给所连接的电源接入电路11供电，提供从端口in1输入的24v电压。本实施例中，三路电源接入电路11有着相同的连接方式，故其余电源接入电路11的连接方式不再赘述，所述电源接入电路包括二极管d2、二极管d5、二极管d8、二极管d11、二极管d15、自恢复保险丝pt1、电阻r3、电阻r6、电阻r10、电阻r13、电阻r15、电阻r18、电阻r24、电阻r25、三极管q2、三极管q5、电容c4和电容c10；
38.所述三极管q2发射极与三极管q5发射极连接，所述二极管d2阳极作为端口in1，所述二极管d2阴极串联自恢复保险丝pt1后与三极管q2发射极连接，所述电阻r3第一端与三极管q2发射极连接，电阻r3第二端与二极管d5阴极连接，所述二极管d5阳极接地，所述二极管d5阴极串联电阻r6后与三极管q2基极连接，所述二极管d8阳极与三极管q2基极连接，二极管d8阴极与三极管q2发射极连接，所述三极管q2集电极串联电阻r10后接地，所述电阻r13第一端与三极管q5发射极连接，电阻r13第二端与三极管q2集电极连接，所述三极管q2集电极串联电阻r18后与三极管q5基极连接，所述二极管d11阴极与三极管q5发射极连接，二极管d11阳极与三极管q5基极连接，所述三极管q5集电极与二极管d15阳极连接，所述二极管d15阴极作为端口vcc1，三极管q5集电极串联电容c4后接地，三极管q5集电极依序串联电阻r25、电阻r15和电阻r24后接地，所述电容c10与电阻r24并联，所述电阻r15和电阻r24的连接点作为端口power1_ad。所述电源接入电路11在电源的供电下输出两路电压，一路输出电压经过端口vcc1输出到降压电路12中作为降压电路的输入电压，另一路输出电压经过端口power1_ad输入到mcu15中并作为采样电压，当采样电压稳定在1.5v至3v的范围中时，说明电压接入电路工作正常。第二路和第三路电源接入电路11的供电端口分别为in2和in3，同时采样电压的端口分别为power2_ad和power3_ad。
39.参考图4和图5，所述降压电路12包括一级降压电路和二级降压电路，其中降压电路12包括降压芯片u1、降压芯片u2、电阻r1、电阻r8、电阻r16、电容c1、电容c2、电容c5、电容c7、电容c8、电容c12、电容c13、电容c16、电容c20、电容c21、电容c22、二极管d13、二极管d17和电感l1；
40.所述一级降压电路12中，所述降压芯片u1的引脚bst串联电容c2后与降压芯片u1的引脚sw连接，所述引脚sw 与电感l1第一端连接，所述电感l1第二端经过电容c8后接地，电感l1的第二端作为端口vcc2，所述引脚sw 与二极管d17阴极连接，所述二极管d17阳极接
地，降压芯片u1的引脚gnd接地, 降压芯片u1的引脚fb经过电阻r1接地，所述引脚fb经过电阻r8与电感l1第二端连接，所述电阻r8与电容c1并联，降压芯片u1的引脚en与二极管d13阴极连接，二极管d13阳极接地，所述引脚en经过电阻r16与降压芯片u1的引脚vin连接，所述引脚vin经过电容c5后接地，所述引脚vin经过电容c7后接地，所述引脚vin与端口vcc1连接；所述一级降压电路能够将端口vcc1输出的电压降压至由端口vcc2输出的预设电压1，其中预设电压1为12v电压。
41.所述二级降压电路12中，所述端口vcc2与降压芯片u2的引脚vin连接，所述引脚vin经过电容c16接地，所述电容c16与电容c12和电容c13并联，降压芯片u2的引脚vss接地，降压芯片u2的引脚vout经过电容c20接地，所述电容c20还与电容c21和电容c22并联，所述引脚vout作为端口vcc3。所述二级降压电路能够将端口vcc2输出的电压降压至由端口vcc3输出的预设电压2，其中，预设电压2为3.3v电压，用于给mcu15提供稳定的工作电压。
42.图6表示第一路可燃气体报警器6连接的信号转换电路14，并且第一路可燃气体报警器6给所连接的信号接入电路提供从端口on1输入的检测信号，本实施例中，三路信号转换电路14的组成方式相同，故其余两路信号转换电路14不再赘述，所述第一路可燃气体报警器6连接的信号转换电路14包括电阻r34、电阻r37、电阻r39、电容c30和电容c32。
43.所述电阻r39两端分别作为端口on1和端口io4，电阻r34两端分别与端口vcc3和端口on1连接，端口on1经电阻r37及电容c30接地，所述端口io4经过电容c32接地。在所述信号转换电路14中，端口vcc3经过电阻接到引脚on1来给引脚on1提供一个上拉电压，用于将检测信号转化成mcu15可以识别的高低电平信号。与端口on1和端口io4相对应，第二路信号转换电路14中设置有端口on2和端口io5，以及第三路的信号转换电路14中设置有端口分别为on3和io6。
44.如图7所示，所述报警电路13包括场电阻r40、电阻r41、电阻42、电阻43、电阻44、电容c33、二极管d18、三极管q8和效应管q7；
45.所述场效应管q7栅极经过电阻r41与端口vcc2连接，所述场效应管q7源极与端口vcc2连接，所述场效应管q7漏极与二极管d18阴极连接，二极管d18阳极接地，二极管d18阴极作为端口out1，二极管d18阳极作为端口outg，所述二极管d18与电阻r44和电容c33并联，所述场效应管q7栅极串联电阻r43后与三极管q8集电极连接，所述三极管q8基极与电阻r40第一端串联，电阻r40第二端作为端口io7，所述三极管q8的发射极接地，所述电阻r42第一端与三极管q8的基极连接，电阻r42第二端与三极管q8的发射极连接。
46.本实施例中，可燃气体报警器6所述mcu15的芯片型号u3为hc32l176-lqfp64，芯片u1的型号为bl9342，芯片u2的型号为xc6202p332pr。三路电源接入电路11的采样电压power1_ad、power2_ad和power3_ad分别连接mcu15的引脚27、引脚28和引脚29，当三个采样电压中任一采样电压小于1.5v或者大于3v时，所述mcu15在引脚33输出0v的电压信号到端口io7中并经过所述报警电路13后从端口out1输出0v电压给燃气表5，该电压信号为报警器异常信号，燃气表5接收到该信号后会关闭内置的切断阀，以阻止燃气的泄漏。三路信号转换电路14分别接收各自所连接的可燃气体报警器6的检测信号，并输出为预设的高低电平信号，当检测信号为常开时，信号转换电路14输出高电平3.3v，当检测信号为常闭时，信号转换电路14输出低电平0v。三路信号转换电路14的输出端口io4、端口io5和端口io6分别连接所述mcu15的引脚51、引脚5 2和引脚53，当输出端口io4、io5和io6的输出均为高电平时，
所述mcu15在引脚33输出持续周期脉冲信号，所述周期脉冲信号输入到端口io7中并经过报警电路13后在输出端out1输出12v周期脉冲电压到燃气表5中，该脉冲信号为非报警信号，燃气表5中的切断阀保持原状态。当输出端口io4、端口io5和端口io6的任一输出为低电平时，所述mcu15在引脚33输出3.3v电压到端口io7中并经过报警电路13后在端口out1输出报警信号12v电压到燃气表5中，燃气表5中的切断阀关闭，以阻止燃气泄漏。
47.本实用新型经过上述运作方式，实现对大面积用气环境的多点检测，同时对可燃气体报警器的供电电源进行电压采样分析来检测可燃气体报警器的工作状态，以及时发现出现故障或者损坏的可燃气体报警器，避免可燃气体报警器损坏而用户没有发觉的“假检测”行为。当检测到燃气泄漏或者报警器状态异常时外置转换装置发送报警信号给燃气表以关闭燃气表中的切断阀从而阻止燃气泄漏，实现全面，安全的家用燃气预警。
48.以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。