甲烷温度传感器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种甲烷温度传感器，包括单片机以及分别与单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键电路、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源电路和稳压电源电路，稳压电源电路给测量电桥与前置放大电路供电。本实用新型专利技术将检测甲烷浓度和温度的功能合二为一，不仅节省了近一台传感器的设备费用，使原单一功能传感器电缆闲置的一芯得到充分利用，而且极大地提高了煤矿井下作业的工作效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提出了一种甲烷温度传感器，包括单片机以及分别与单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键电路、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源电路和稳压电源电路，稳压电源电路给测量电桥与前置放大电路供电。本技术将检测甲烷浓度和温度的功能合二为一，不仅节省了近一台传感器的设备费用，使原单一功能传感器电缆闲置的一芯得到充分利用，而且极大地提高了煤矿井下作业的工作效率和安全性。【专利说明】甲烷温度传感器
本技术涉及物理检测领域，特别是指一种用于监测煤矿井下甲烷浓度和环境温度，同时也可检测井下环境和设备的工作温度，并能适时显示温度测量值的一种甲烷温度传感器。
技术介绍
甲烷传感器是为满足我国煤矿监测井下甲烷浓度而研制的，可连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备，具有实时就地显示甲烷浓度值、环境温度、超限声光报警的功能。甲烷传感器主要用于天然气及煤矿井下抽放管道低浓度甲烷及煤矿采掘工作面、回风巷道等有瓦斯爆炸危险的场所，并实现煤矿井下巷道中低浓度甲烷及其它场所的甲烷浓度连续测量及传输。同时与监测系统配套使用，可在地面方便地了解各抽放钻孔及管道中(正、负压侧)的甲烷浓度。 目前市场上只有单独的甲烷传感器或温度传感器，所用芯片采用8位单片机，稳定性和处理速度均不理想；其次煤矿井下所用传感器只用四芯电缆其中的三芯(闲置一芯)，不能得到充分利用从而导致线缆的浪费。
技术实现思路
本技术提出一种甲烷温度传感器，同时具备检测甲烷和温度两个功能，解决了现有技术中的甲烷传感器或温度传感器功能单一以及由于不能充分利用四芯电缆从而导致线缆浪费的问题。 本技术的技术方案是这样实现的: 甲烷温度传感器，包括:单片机以及分别与单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键电路、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源电路和稳压电源电路，稳压电源电路通过测量电桥与前置放大电路连接。 优选的，开关电源电路包括开关电源芯片Ul，开关电源芯片Ul的PVIN和SVIN端分别与电容Cl至C3并联并接地，SVIN端与电容C4连接并接VDR端，开关电源芯片Ul的LX端经电感LI与稳压电源电路连接。 优选的，稳压电源电路包括第一稳压电源电路、第二稳压电源电路和第三稳压电源电路，第一稳压电源电路包括稳压电源芯片U2，U2的Vin端经电阻R2、R3和R4与5V电源连接，U2的Vout端与温度传感器的VDD连接，温度传感器的Vo端与单片机连接，第二稳压电源电路包括稳压电源芯片U4，U4的Vin端与5V电源连接，U4的Vout端与前置放大电路连接；第三稳压电源电路包括稳压电源芯片U7和DC/DC转化器U6，5V电源与U6的Vin端连接，U6的SW端通过电感L2与U7的Vin和EN端连接，U7的Vout端与热催化元件连接。 优选的，LED显示电路包括驱动芯片以及与驱动芯片连接的第一 LED和第二 LED，驱动芯片的SA端至SG端分别通过电阻R31、R35、R32、R36、R33、R37和R34与第一 LED和第二 LED的A端至G端连接，驱动芯片的DP端通过电阻R38与第一 LED和第二 LED的DP端连接，第一 LED的输出端SO至S3以及第二 LED的输出端S4分别与按键电路连接。 优选的，按键电路包括按键SI至S5以及分别与按键SI至S5对应连接的四双向模拟开关U11A、U11C、U11D、U12D以及U12C，遥控电路包括遥控芯片U13，U13的VDD端连接5V电源，U13的册1至册5端分别与四双向模拟开关讥认、仍1(:、仍10、讥20以及U12C的按键信号端AJ1-AJ5对应连接。 优选的，声光报警电路包括与非门UlOC和U10A，UlOC的输入端BJ与单片机连接，与非门UlOC的输出端与UlOA的输入端连接，与非门UlOC的输出端通过电阻R18和电阻R19与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经LED和电阻R39与5V电源连接，与非门UlOA的输出端经电阻R20与三极管Q3的基极连接，Q3的集电极经电阻R20与18V电源连接，三极管Q2和Q3的发射极均接地。 本技术可将四芯电缆全部利用，减少了煤矿的电缆浪费，将检测甲烷浓度和温度的功能合二为一，不仅节省了近一台传感器的设备费用，使原单一功能传感器电缆闲置的一芯得到充分利用，而且极大地提高了煤矿井下作业的工作效率和安全性。另外，采用微芯公司16位单片机，具有DSP处理内核，使处理速度更快，稳定性更高，采样次数更多，更能接近实际。本技术结构合理、功能强大，特别适合煤矿井下检测甲烷浓度和温度。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术的电路原理图； 图2为本技术中热催化元件的结构示意图； 图3为本技术中电源电路的电路原理图； 图4为本技术中前置放大电路的电路原理图； 图5为本技术中单片机的电路原理图； 图6为本技术中LED显示电路的电路原理图； 图7为本技术中按键电路的电路原理图； 图8为本技术中声光报警电路的电路原理图。 图中: 1、测量元件；2、补偿元件；3、气室。 【具体实施方式】 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。 如图1所示，本技术的甲烷温度传感器包括单片机以及分别与单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源和稳压电源，稳压电源通过测量电桥与前置放大电路连接，单片机采用DSPIC30F4013型号的中央处理单元，DS30F4013是16位处理器，是改进的高性能RISC结构，具有DSP核心、浮点运算更快的优点。电源采用开关电源芯片供电，系统输入电压量程更宽、更稳定，其余工作芯片采用线性电源芯片供电，线性度高，能有效降低纹波的干扰，有利于单片机采样的精准，电源电路由关联设备输送的9?18V直流开关电源稳压为5V的稳压电源，供给整机电路使用。测量电桥输出信号电压与甲烷浓度成正比，经过前置放大电路放大处理后，送单片机中的A/D转换器转换，由LED显示电路显示出甲烷的浓度值，并经I/O接口输出与甲烷的浓度值相对应的频率信号，声光报警电路由发光二极管、蜂鸣器和控制驱动电路构成，当甲烷浓度超过设定的报警点时，仪器会发出声、光报警信号，只有当甲烷浓度降低到设定的复电点以下时，仪器才会解除报警信号输出。 如图2所示，热催化元件主要用于检测甲烷浓度仪器的探头，可连续或间断检测矿井、隧道、大气中的甲烷(瓦斯)浓度，也可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
甲烷温度传感器，其特征在于，包括：单片机以及分别与所述单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键电路、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源电路和稳压电源电路，所述稳压电源电路通过测量电桥与所述前置放大电路连接； 所述测量电桥由一热催化元件与电阻R6、R7、调节电位器W1组成； 所述热催化元件包括一个测量元件和一个补偿元件，将两个元件安装在一个气室中，并接在惠斯登电桥上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郎永发，刘兵，娄喜君，
申请(专利权)人：辽宁军锋机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21