专利名称：便携式环境综合检测报警仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式环境综合检测报警仪，属于环境检测和卫生检测装置。
在环境检测和卫生检测系统所使用的仪器，主要检测环境中的物理因素和化学因素，目前国内外在环卫领域中，尚未见到多种物理、化学因素的数据综合采集，进行自动分析、显示、记录、打印、报警多功能的检测仪器，多为单一型仪器，需花费较大人力、财力和时间，且多为单点定时、人工检测采样、动态环境易漏检等情况，不能反应其全貌，不能快速记录，对多参数难以同步检测和快速准确的多因素分析；国内外建立的环境自动检测站为固定式大型检测网，价格昂贵，不便用于室内环境和流动环境的检测。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种轻便的由多个传感器通过信号调节器、A／D变换器将数字信号输入到微型计算机进行分析、处理、屏幕显示、打印和报警的先进仪器，能有效地检测各环境中的物理因素和化学因素，并具有多参数连续自动动态记录、同步采集、综合分析的功能，操作简便。
在环境和卫生系统检测中为有效地控制环境中的物理因素和化学因素(包括温度、相对湿度、气压、噪声、振动、风向、风速、照度、CO、CO2、SO2、NO2、O2、O3、HC和H2S等)，提供一种便携式多参数连续自动动态记录的小型综合检测报警器，它由传感器，数据采集接口板、微型计算机系统及交直流电源组成；传感器中以温度、相对湿度、气体的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等传感器等共16种为主要部件，把影响人类健康的环境因素作为一个整体进行综合检测和评价；国内外生产各种传感器很多，要进行精选，其量程范围、分辨率和精确度必须符合国内和国际上有关标准要求。传感器输出的模拟信号电压，送到信号调节器，它是由16个单端输出且增益连续可调的放大器构成。每个放大器对应一个传感器，由于不同种类传感器输出的模拟信号，电压大小不同，经信号调节器调节放大，使得在调节器的输出端对应每个传感器的最大信号电压幅值都放大至＋5V～－5V；经信号调节器输出的各路模拟信号电压，分别送至多路模拟开关的各输入端，多路模拟开关是16个选1的自动开关，通过应用程序控制可对其中某一路信号选通输出，也可以对多路(最多16路)信号轮流选通输出；A／D变换器是将多路模拟开关送来的模拟信号变换成数字信号，A／D变换器的位数越多，变换精度越高。为了保证对噪声及振动等快速变化参数的检测精度，采用快速12位A／D变换器芯片。它的一次转换时间为24μS.把信号调节器多路模拟开关以及A／D变换器安装在一块印刷电路板上，因而构成数据采集接口板。微型计算机系统与传感器和数据采集接口板，配合完成所有待检测参数的数据采集与储存，并通过应用程序对各参数的数据，进行分析处理。微型计算机输出各参数数据处理结果，直接由液晶显示屏显示，通过微型打印机打印各参数数据，并通过声光报警器对各参数的超限值进行声光报警。
优点效果及用途1.便携式环境综合检测报警仪具有体积小、重量轻，可同时检测16种物理和化学参数，克服了仪器的单一参数，数据采集与处理分离及漏检等现象，它容多参数采集和多因素分析于一体，提高工作效率和环境检测质量，本仪器价格大大低于各单机价格之和。
2.本仪器具有声光报警功能，而且能够根据使用环境要求，可分别对各参数的报警值进行预先设定。
3.本仪器采用286型微机为主体，部件存储容量大，非现有同类仪器所可比拟，并具有多参数采集、自动连续、动态记录、综合检测分析的功能，主要用于环境、卫生检测及工矿企业等部门。
附图的图面说明
图1本检测报警仪电路原理框图图2本检测报警仪数据采集接口板的逻辑框图图3信号调节器集成电路内部电路图图4信号调节器与风速传感器桥路连线图图5模拟开关内部逻辑图(a)和真值表(b)图6模拟开关线路图图7本检测报警仪外形示意图本实用新型实施例结合附图作进一步描述见图1传感器(1)用来将环境的物理或化学参数，转换成模拟电压，如温度传感器可将温度的高低转换成相应大小的模拟电压，又如一氧化碳传感器，可将其环境内一氧化碳含量的高低转换成相应大小的模拟电压。本实施例最多可接16个各种类型的传感器，即可检测16个环境参数。数据采集接口板(2)包括信号调节器(5)，多路模拟开关(6)，A／D模拟数字变换器(7)，传感器输出的模拟信号电压送到(2)中的信号调节器，它是由16个增益可调节单端输出的放大器构成，它输出的各路模拟信号电压，分送至多路模拟开关的各输入端，多路模拟开关送来的模拟信号通过A／D变换器变换成数字信号，本仪器采用的是AD574A型快速12位A／D变换芯片，它的一次转换时间为24μS。微型计算机系统(3)包括微机主机，液晶显示屏、微型打印机、声光报警器和键盘，数字信号输入微机，调用相应的应用程序对各参数数据进行分析处理，通过液晶显示屏(9)显示各参数数据处理结果，通过微型打印机(10)打印各参数数据处理结果，通过声光报警器(11)对各参数的超限值进行声光报警，所有的操作是通过键盘(12)来进行的。本仪器采用交直流两用电源(4)供电，交直流电源中的直流电源采用可充电的镉镍电池，使用交流供电的同时对直流电源进行浮充，即将交流整流电源通过二极管，在供给仪器用电的同时又对镉镍电池充电。
图2为数据采集接口板部分，该接口板(2)内部的总线接口控制逻辑电路(14)，通过控制线(21)控制多路模拟开关(6)，轮流选通各个参数传感器经调节器(5)送来的模拟信号电压，每选通一路模拟信号立即经采样／保持(19)，送到12位A／D变换器(7)转换成12位数字信号并由12位数据锁存器(18)锁存，锁存的数据通过数据总线(20)经AT总线插槽(13)送入微机进行存储，一次轮回，便对各个参数采集了一个数据，对相关多个参数进行采集的数据，由微机的应用程序进行相关分析。时钟发生器(15)产生频率为2MHz的时钟信号，作为整个数据采集接口板(2)的时间单元。当需要定时采样时，由微机发出中断请求，并由中断定时(17)与采样定时(16)来完成定时采样。
图6由两片CD4051及一个倒相门CD4069构成的16选1模拟开关的线路图，A3A2A1A0为开关选通地址端。例如给定A3A2A1A0＝0000，可选通CHO通道，若给定A3A2A1A0＝1111则选通CH15通道。
本检测报警仪外形见图7，为一箱体，箱内装有数据采集接口板及微型计算机，箱上有液晶显示屏(9)，箱体右侧有各传感器插孔(22)，所用的传感器插头插入其孔内，键盘(12)在箱上面前部，声光报警器(11)及打印(10)位于其左侧，电源指示灯(14)在箱面左上方以观察电源接通情况。
权利要求1.便携式环境综合检测报警仪，属于环境检测和卫生检测系统的装置，由传感器、数据采集接口板、微型计算机系统及交直电源组成；传感器中以温度、相对湿度传感器及气体CO、CO2、SO2等传感器共16种为主要部件，其特征在于传感器(1)输出的模拟信号电压送到信号调节器(5)，它是由16个单端输出且增益连续可调的放大器构成，每个放大器对应一个传感器，经信号调节器调节放大器的增益，使得在调节器的输出端对应每个传感器的最大信号电压幅值都放大至+5V～-5V；经信号调节器输出的各路模拟信号电压，分别送入多路模拟开关(6)的各输入端；多路模拟开关是16个选1的自动开关，通过应用程序控制可对其中某一路信号选通输出，也可以对多路(最多16路)信号轮流选通输出；A/D变换器(7)是将多路模拟开关送来的模拟信号变换成数字信号，采用快速12位A/D变换器芯片；把信号调节器多路模拟开关以及A/D变换器安装在一块印刷电路板上，因而构成数据采集接口板(2)；微型计算机系统(3)与传感器和数据采集接口板，配合完成所有待检测参数的数据采集与储存，并通过应用程序对各参数的数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的检测报警仪，其特征在于数据采集接口板(2)其内部的总线接口控制逻辑电路(14)，通过控制线(21)控制多路模拟开关(6)，轮流选通各个参数传感器经信号调节器(5)送来的模拟信号电压；每选通一路模拟信号，立即经采样／保持(19)，送到12位A／D变换器(7)，转换成12位数字信号并由12位数据锁存器(18)锁存，锁存的数据通过数据总线(20)经AT总线插槽(13)送入微机进行存储，一次轮回，便对各个参数采集了一个数据，对相关多个参数进行采集的数据，由微机的应用程序进行相关分析。
3.根据权利要求1所述的检测报警仪，其特征在于交直流电源(4)中的直流电源，采用可充电的镉镍电池，使用交流供电的同时对直流电源进行浮充，即将交流整流电源通过二极管，在供给仪器用电的同时，又对镉镍电池充电。
专利摘要便携式环境综合检测报警仪，中部的数据采集接口板是将信号调节器、多路模拟开关和A/D变换器，在印刷电路板上组装；各个参数传感器经信号调节器、多路模拟开关送来的模拟信号电压，经采样保持线路送到A/D变换器，转换成数字信号，由锁存器锁存，再通过数据总线送入微机进行分析处理，屏幕显示，打印，报警，解决了现有仪器功能单一，数据采集与处理分离及漏检等问题，并能实现多参数连续同步采集、综合分析。
文档编号G08B19/00GK2152256SQ9321100
公开日1994年1月5日 申请日期1993年4月29日 优先权日1993年4月29日
发明者任纯泽 申请人:中国民航局第一研究所