专利名称：可燃气体浓度采集模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种检测仪器，特别是用于对可燃气体浓度进行数据采集的仪器 部件。
背景技术：
在使用可燃气体的场所，为了确保安全常常需要设置大量的可燃气体浓度检测设 备，现有的可燃气体浓度采集系统大多是单路检测，需要的设备数量多，管理复杂，不利于 集中控制。
实用新型内容为了克服现有的可燃气采集设备单路检测，不利于集中控制的的不足，本实用新 型的目的是提供一种可燃气体浓度采集模块，该可燃气体浓度采集模块可以同时采集多路 可燃气浓度信息。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种可燃气体浓度采集模块， 其特征是主要包括开关电源电路、电流采集电路、使用PIC16F690单片机的主控电路、485 通讯电路，所述的使用PIC16F690单片机的主控电路结构为PIC16F690单片机IC2的内置 A/D转换电路的输入脚7、8、9、13、14、15、16、17分别与8路电流采集电路连接，IC2的第10 和第12脚作为USART与485通讯电路连接，IC2的2脚和3脚连接着外接晶体振荡器，IC2 的5脚连接工作状态指示电路。所述的开关电源电路的芯片ICl采用LM2575-5芯片，将24V转换成5V，其电路连 接方式为ICl的3脚和5脚接地，ICl的1脚与地之间装有滤波电解电容El，ICl的2脚连 接D2的阴极组成PWM震荡电路，ICl的4脚为反馈脚，L3和E2组成输出滤波电路。所述的开关电源电路上还设有防接反和过流保护电路其结构为二极管Dl的阳 极接24V接线端子，Dl的阴极连接PTC1，PTCl另一端经放电管接地。所述的电流采集电路的结构为电流信号经过PTC4和BS4组成的保护电路后进入 Rll转换得电压信号进入R12和C8组成的滤波电路滤除干扰后进入IC2的7脚LM385稳压 电路WY2并联在C8两端。所述的485通讯电路结构是IC2的第10脚是PIC16F690单片机的串口发送脚， 负责向外发送数据，连接IC3的4脚，IC2的12脚是PIC16F690单片机的串口发送脚，连 接IC3的1脚，IC3的4脚接收到信息后，IC3将信息转换成RS485差分信号发送到RS485 总线上，IC3同时接收来自RS485网络的信息，转换成TTL信号通过IC3的1脚传给IC2的 12脚，IC3的2脚和3脚并联在一起连接到IC2的11脚，作为RS485总线收发控制信号， 当IC2的11脚输出高电平时，IC3向RS485总线发送数据，当IC2的11脚输出低电平时， IC3从RS485总线接收数据，IC3的5脚是电源地连接GND，IC3的8脚是电源正，通过L6连 到5V，C3的6脚和7脚分别为RS485总线的A+和B-信号，所述的RS485总线收发芯片为 sn65hvd3082o[0009]所述的外接晶体振荡器结构是IC2的2脚和3脚连接JZ(频率为11. 0592MHz的 精密晶体振荡器)的两端，通过通过22pF的电容C5和C6连接到GND。所述的工作状态指示电路结构是IC2的5脚连接R5 —端，控制LDl的闪烁，每秒 钟闪烁一次，R5另一端连接LDl的阳极，LDl的阴极连接GND。本实用新型充分利用PIC16F690单片机具备内置A/D转换电路的功能使本模块实 现同时采集8路电流信号如输入端安装可燃气体浓度传感器就可以同时采集8各不同位置 的可燃气浓度信息，由于设有485通讯电路可以随时将这些信息发送和远传到监测和控制 设备，本实用新型还设有防电源反接和过压过流保护可以避免操作失误或其他故障损坏设 备，提高了设备的可靠性。
图1为本实用新型的电路结构方框图，图2为图1中电源电路示意图，图3为图1中主控电路示意图，图4为图1中通讯电路示意图，图5为图1中采集电路示意图。图中，1.通讯信号输出端口，2. 485通讯电路，3.晶体振荡器电路，4.主控电路， 5.开关电源电路，6.工作状态指示电路，7.电流采集电路，8.电流信号输入端口。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式
是，如图所示实施例1，一种可燃气体浓度采集模块，其结构是主要包括开关电源电路5、电流 采集电路7、使用PIC16F690单片机的主控电路4、485通讯电路2，所述的使用PIC16F690 单片机的主控电路结构为PIC16F690单片机IC2的内置A/D转换电路的输入脚7、8、9、13、 14、15、16、17分别与8路电流采集电路连接，IC2的第10和第12脚作为USART与485通讯 电路连接，IC2的2脚和3脚连接着外接晶体振荡器，IC2的5脚连接工作状态指示电路6。 电流采集电路连接电流输入端口，485通讯电路连接通讯讯号输出端口。所述的开关电源电路的芯片ICl采用LM2575-5芯片，将24V转换成5V，其电路连 接方式为ICl的3脚和5脚接地，ICl的1脚与地之间装有滤波电解电容El，ICl的2脚连 接D2的阴极组成PWM震荡电路，ICl的4脚为反馈脚，L3和E2组成输出滤波电路。所述的开关电源电路上还设有防接反和过流保护电路其结构为二极管Dl的阳 极接24V接线端子，Dl的阴极连接PTC1，PTCl另一端经放电管接地。当电源接线正常时， Dl相当于导线，自身仅有0. 7V的PN结压降，当24V接反时，GND-BUS错误的连接到了 24V， 如果没有Dl的保护将会烧坏IC1，由于Dl的存在，其PN结反向截至，将整个回路切断，有效 地保护了内部电路。所述的电流采集电路的结构为电流信号经过PTC4和BS4组成的保护电路后进入 Rll转换得电压信号进入R12和C8组成的滤波电路滤除干扰后进入IC2的7脚LM385稳压 电路WY2并联在C8两端，PTC4的一端连接模块的接线端子，另一端连接BS4组成过流和过 压保护电路，PTC4是自恢复保险丝，BS4是放电管，当电压大于6V时，BS4对GND导通，电流瞬间无穷大，PTC4保险丝断路，从而保护采集电路，当威胁(高于6V的电压或者高于IOOmA 的电流)不存在后，PTC4恢复导通，不影响模块正常工作，4-20mA信号经过PTC4和BS4组 成的保护电路后进入Rll，Rll的电阻值为100欧姆，根据U = IR公式Umin = 0. 004X100 =0. 4V ；Umin = 0. 02X100 = 2V。转换后的电压信号带有幅值为IOOmV的电磁干扰，因此 经过Rll转换得电压信号进入R12(10K电阻)和C8(0. IuF电容)组成的滤波电路滤除干 扰后进IC2的7脚。IC2的7脚为PIC16F690单片机内置的AD转换器，滤波后的电压信号 被AD转换器转换成0-100% LEL的数字信号。WY2 (LM385稳压电路，回路电压超过2. 5V时 被强制稳定在2. 5V)所述的485通讯电路结构是IC2的第10脚是PIC16F690单片机的串口发送脚， 负责向外发送数据，连接IC3的4脚，IC2的12脚是PIC16F690单片机的串口发送脚，连 接IC3的1脚，IC3的4脚接收到信息后，IC3将信息转换成RS485差分信号发送到RS485 总线上，IC3同时接收来自RS485网络的信息，转换成TTL信号通过IC3的1脚传给IC2的 12脚。IC3的2脚和3脚并联在一起连接到IC2的11脚，作为RS485总线收发控制信号， 当IC2的11脚输出高电平时，IC3向RS485总线发送数据，当IC2的11脚输出低电平时， IC3从RS485总线接收数据，IC3的5脚是电源地连接GND，IC3的8脚是电源正，通过L6连 到5V，C3的6脚和7脚分别为RS485总线的A+和B-信号，所述的RS485总线收发芯片为 sn65hvd3082o所述的外接晶体振荡器结构是IC2的2脚和3脚连接JZ(频率为11. 0592MHz的 精密晶体振荡器)的两端，通过通过22pF的电容C5和C6连接到GND。所述的工作状态指示电路结构是IC2的5脚连接R5 —端，控制LDl的闪烁，每秒 钟闪烁一次，R5另一端连接LDl的阳极，LDl的阴极连接GND。
权利要求一种可燃气体浓度采集模块，其特征是主要包括开关电源电路、电流采集电路、使用PIC16F690单片机的主控电路、485通讯电路，所述的使用PIC16F690单片机的主控电路结构为PIC16F690单片机IC2的内置A/D转换电路的输入脚7、8、9、13、14、15、16、17分别与8路电流采集电路连接，IC2的第10和第12脚作为USART与485通讯电路连接，IC2的2脚和3脚连接着外接晶体振荡器，IC2的5脚连接工作状态指示电路。
2.根据权利要求1所述可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的开关电源电路的芯 片ICl采用LM2575-5芯片，将24V转换成5V，其电路连接方式为ICl的3脚和5脚接地， ICl的1脚与地之间装有滤波电解电容El，ICl的2脚连接D2的阴极组成PWM震荡电路， ICl的4脚为反馈脚，L3和E2组成输出滤波电路。
3.根据权利要求1或2所述可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的开关电源电路 上还设有防接反和过流保护电路其结构为二极管Dl的阳极接24V接线端子，Dl的阴极连 接PTC1，PTCl另一端经放电管接地。
4.根据权利要求1所确定可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的电流采集电路的 结构为电流信号经过PTC4和BS4组成的保护电路后进入Rll转换得电压信号进入R12和 C8组成的滤波电路滤除干扰后进入IC2的7脚LM385稳压电路WY2并联在C8两端。
5.根据权利要求1所确定可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的485通讯电路结 构是IC2的第10脚是PIC16F690单片机的串口发送脚，负责向外发送数据，连接IC3的4 脚，IC2的12脚是PIC16F690单片机的串口发送脚，连接IC3的1脚，IC3的4脚接收到信 息后，IC3将信息转换成RS485差分信号发送到RS485总线上，IC3同时接收来自RS485网 络的信息，转换成TTL信号通过IC3的1脚传给IC2的12脚。IC3的2脚和3脚并联在一 起连接到IC2的11脚，作为RS485总线收发控制信号，当IC2的11脚输出高电平时，IC3向 RS485总线发送数据，当IC2的11脚输出低电平时，IC3从RS485总线接收数据，IC3的5 脚是电源地连接GND，IC3的8脚是电源正，通过L6连到5V，C3的6脚和7脚分别为RS485 总线的A+和B-信号，所述的RS485总线收发芯片为sn65hvd3082。
6.根据权利要求1所确定可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的外接晶体振荡器 结构是IC2的2脚和3脚连接精密晶体振荡器JZ的两端，通过通过电容C5和C6连接到 GND。
7.根据权利要求1所确定可燃气体浓度采集模块，其特征是所述的工作状态指示电 路结构是IC2的5脚连接R5 —端，控制LDl的闪烁，每秒钟闪烁一次，R5另一端连接LDl 的阳极，LDl的阴极连接GND。
专利摘要本实用新型公开了一种可燃气体浓度采集模块属于一种检测仪器，特别是用于对可燃气体浓度进行数据采集的仪器部件。该采集模块，主要包括开关电源电路、电流采集电路、使用PIC16F690单片机的主控电路、485通讯电路，所述的使用PIC16F690单片机的主控电路结构为PIC16F690单片机IC2的内置A/D转换电路的输入脚7-9、13-17分别与8路电流采集电路连接，IC2的第10和第12脚作为USART与485通讯电路连接，IC2的2脚和3脚连接着外接晶体振荡器，IC2的5脚连接工作状态指示电路。本实用新型充分利用单片机内置A/D转换电路的功能实现同时采集8路电流信号，485通讯电路可以随时将这些信息发送和远传到监测和控制设备，本实用新型还设有防电源反接和过压过流保护设计提高了设备的可靠性。
文档编号H02H9/02GK201716293SQ20102025713
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者潘广斌, 秦旭昌, 邵开春 申请人:济南市长清计算机应用公司