一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统技术方案

一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，涉及工业监测技术领域，包括主机系统和从机系统；从机系统包括气体检测模块和从机单片机处理模块，其中，检测模块通过气体传感器检测空气中特定气体浓度，将其转换为电压信号，再经滤波器滤波放大后传至单片机处理模块内的ADC转换模块，从而将模拟信号转换为数字信号；主机系统包括通信模块、人机交互界面和主机单片机处理模块；通信模块用于与从机系统进行数据通信，人机交互界面用于用户对整个系统进行控制，主机单片机处理模块用于对从机系统接收到的数据及用户输入数据进行分析及处理。可实现自动监测，而且覆盖范围广，监测精准，为工业生产安全提供有效保障。

A leak detection system of Freon based on single chip microcomputer

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统
本技术涉及工业监测
，尤其涉及一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统。
技术介绍
氟利昂是几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，是制冷剂、发泡剂、清洗剂等产品的原材料，广泛用于制冷设备、电气设备等工业设备，在常温常压下，氟利昂是无色气体或挥发性液体，无味/微臭，无毒/低毒，其气体化学性质相对稳定。然而，由于氟利昂气体的特殊性，氟利昂气体会破坏臭氧层，引起一系列环境问题，如温室效应，影响生态平衡，并对人体造成一定的伤害。氟利昂泄漏的危害：(1)由于氟里昂无色无嗅，不易被人察觉，排放到空气中会使空气中的氧气浓度下降，能使人窒息；(2)氟里昂不燃烧、不爆炸，但其气体碰到明火会产生有毒的光气，危害人体健康；(3)氟里昂对水的溶解度很小，在制冷回路中若存有水分极有可能在膨胀阀节流孔处析出冻结成冰，堵塞空调等设备管路；(4)氟里昂对普通橡胶有腐蚀作用；(5)氟里昂随温度上升，压力急剧升高，存放不当会有爆炸风险，因此制冷剂要存放在40℃以下环境中，避免高温存放。鉴于氟利昂泄漏的危害性，在工业生产环节中必须要监测设备中制冷剂氟利昂是否存在泄漏的情况，安装相应的氟利昂传感器来监测设备中氟利昂的含量是否属于正常范围，一旦发生异常，可以在第一时间发出报警，提醒操作人员检查排除故障，保证人身和财产安全。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，可实现自动监测，而且覆盖范围广，监测精准，为工业生产安全提供有效保障。r>为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，包括主机系统、从机系统和通信模块；所述从机系统包括气体检测模块和从机单片机处理模块；所述检测模块包括气体传感器和滤波器，所述气体传感器的电源端加+5V电源，所述从机单片机处理模块设有ADC转换模块，气体传感器连接滤波器，滤波器连接ADC转换模块，其中，通过气体传感器检测空气中特定气体浓度，将其转换为电压信号，再经滤波器滤波放大后传至ADC转换模块，从而将模拟信号转换为数字信号；所述从机单片机处理模块用于对气体传感器接收到的数据及主机系统下达的指令进行分析处理；所述主机系统包括人机交互界面和主机单片机处理模块；所述人机交互界面与主机单片机处理模块连接，人机交互界面用于用户对整个系统进行控制，主机单片机处理模块用于对从机系统接收到的数据及用户输入数据进行分析及处理；所述通信模块连接从机单片机处理模块和主机单片机处理模块，通信模块用于主机系统与从机系统进行数据通信。所述从机系统还包括报警模块，所述报警模块与ADC转换模块连接，报警模块用于当气体检测模块检测到传感器周围氟利昂浓度达到报警阈值时启动报警装置。所述气体传感器采用MQ137气体传感器。所述主机单片机处理模块采用USART串口方式，所述通信模块采用RS485通信模块，主机系统与从机系统运用MODBUS协议实现异步通信。所述主机单片机处理模块采用STM32F101CBT6系列ARM芯片，主机单片机处理模块的引脚PA9、PA10设置为同步收发器，实现与人机交互界面同步收发数据，主机单片机处理模块的引脚PB10、PB11设置为异步收发器，实现与从机系统异步通信。所述从机单片机处理模块采用ATmega8-8AU芯片，ATmega8-8AU芯片将引脚PD0、PD1设置为异步收发器，实现与主机系统进行异步通信，引脚ADC7接收气体检测模块调理后的信号，实现对模拟信号的模数转换，引脚PD5实现输出信号功能，从机单片机处理模块可令引脚PD5输出高电平。所述人机交互界面通过RS232串口卡方式与主机单片机处理模块进行通信，接收用户控制指令。相对于现有技术，本技术技术方案取得的有益效果是：本技术适用于企业在工业生产或使用氟利昂为原料制作制冷剂、发泡剂、清洗剂等产品时对其可能产生氟利昂气体泄漏的地方进行检测，适用和覆盖范围广，可实现自动监测，为工业生产安全提供有效保障。附图说明图1为主机系统和从机系统与RS485通信模块的网络连接示意图；图2为人机交互界面与主机单片机模块的通信接口图；图3为主机单片机处理模块电路图；图4为气体检测模块电路图；图5为报警模块电路图；图6为从机单片机处理模块电路图；图7为RS485通信模块电路图。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本技术做进一步详细说明。如图1和图7所示，本技术包括主机系统、从机系统和通信模块；所述通信模块连接从机系统的从机单片机处理模块和主机系统的主机单片机处理模块，通信模块用于主机系统与从机系统进行数据通信；所述主机单片机处理模块采用USART串口方式，所述通信模块采用RS485通信模块，主机系统与从机系统运用MODBUS协议实现异步通信。如图2～3所示，所述主机系统包括人机交互界面和主机单片机处理模块；所述人机交互界面与主机单片机处理模块连接，人机交互界面用于用户对整个系统进行控制，人机交互界面实现用户与检测系统的信息交互，用户可以通过人机界面触摸的方式实现用户数据的输入，从而达到用户与检测系统的双向通信；具体地，所述人机交互界面通过RS232串口卡方式与主机单片机处理模块进行通信，接收用户控制指令，人机交互界面采用台达HMI进行设计，其设计界面包括系统状态界面、探头监控界面、查看报警界面、系统设置界面；主机单片机处理模块用于对从机系统接收到的数据及用户输入数据进行分析及处理；所述主机单片机处理模块采用STM32F101CBT6系列ARM芯片，主机单片机处理模块的引脚PA9、PA10设置为同步收发器，实现与人机交互界面同步收发数据，主机单片机处理模块的引脚PB10、PB11设置为异步收发器，实现与从机系统异步通信。如图4～6所示，所述从机系统包括气体检测模块、从机单片机处理模块和报警模块；所述检测模块包括气体传感器和滤波器，所述从机单片机处理模块设有ADC转换模块，气体传感器连接滤波器，滤波器连接ADC转换模块；所述气体传感器采用MQ137气体传感器，MQ137气体传感器的电阻率随氟利昂浓度升高而下降，在MQ137气体传感器的电源端加+5V电源，将有电流流过传感器，通过气体传感器检测空气中氟利昂的浓度，进而可换算成该气体浓度下MQ137气体传感器两端电压，经LM358所构成的巴特沃斯滤波器滤波放大后送至ADC转换模块，从而将模拟信号转换为数字信号，从机单片机经分析处理后可计算出当前氟利昂气体浓度；所述从机单片机处理模块用于对气体传感器接收到的数据及主机系统下达的指令进行分析处理；从机单片机处理模块采用ATmega8-8AU芯片，ATmega8-8AU芯片将引脚PD0、PD1设置为异步收发器，实现与主机系统进行异步通信，引脚ADC7接收气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，其特征在于：包括主机系统、从机系统和通信模块；/n所述从机系统包括气体检测模块和从机单片机处理模块；所述检测模块包括气体传感器和滤波器，所述气体传感器的电源端加+5V电源，所述从机单片机处理模块设有ADC转换模块，气体传感器连接滤波器，滤波器连接ADC转换模块，其中，通过气体传感器检测空气中特定气体浓度，将其转换为电压信号，再经滤波器滤波放大后传至ADC转换模块，从而将模拟信号转换为数字信号；所述从机单片机处理模块用于对气体传感器接收到的数据及主机系统下达的指令进行分析处理；/n所述主机系统包括人机交互界面和主机单片机处理模块；所述人机交互界面与主机单片机处理模块连接，人机交互界面用于用户对整个系统进行控制，主机单片机处理模块用于对从机系统接收到的数据及用户输入数据进行分析及处理；/n所述通信模块连接从机单片机处理模块和主机单片机处理模块，通信模块用于主机系统与从机系统进行数据通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，其特征在于：包括主机系统、从机系统和通信模块；
所述从机系统包括气体检测模块和从机单片机处理模块；所述检测模块包括气体传感器和滤波器，所述气体传感器的电源端加+5V电源，所述从机单片机处理模块设有ADC转换模块，气体传感器连接滤波器，滤波器连接ADC转换模块，其中，通过气体传感器检测空气中特定气体浓度，将其转换为电压信号，再经滤波器滤波放大后传至ADC转换模块，从而将模拟信号转换为数字信号；所述从机单片机处理模块用于对气体传感器接收到的数据及主机系统下达的指令进行分析处理；
所述主机系统包括人机交互界面和主机单片机处理模块；所述人机交互界面与主机单片机处理模块连接，人机交互界面用于用户对整个系统进行控制，主机单片机处理模块用于对从机系统接收到的数据及用户输入数据进行分析及处理；
所述通信模块连接从机单片机处理模块和主机单片机处理模块，通信模块用于主机系统与从机系统进行数据通信。


2.如权利要求1所述一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，其特征在于：所述从机系统还包括报警模块，所述报警模块与ADC转换模块连接，报警模块用于当气体检测模块检测到传感器周围氟利昂浓度达到报警阈值时启动报警装置。


3.如权利要求1所述一种基于单片机的氟利昂泄漏检测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明明，王真桢，廖国才，黄双茂，詹顺川，杨永达，黄鹏程，
申请(专利权)人：厦门通测电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35