基于单片机自动控制的有害气体采样器制造技术

一种基于单片机自动控制的有害气体采样器，包括单片机（１），其特征是所述单片机（１）的计数器的信号输出端连接隔离驱动模块（２），隔离驱动模块（２）的驱动信号输出端连接气体提取采集装置（３）的驱动控制端，气体提取采集装置（３）连接气体采集管（４）。本发明专利技术的基于单片机自动控制的有害气体采样器利用自动化控制技术，通过高精度传感器进行流量的自动测量和反馈，再通过高准确度计量器具校准后通过计算机软件拟合和存储，可实现高准确度的流量恒定和自动控制。本发明专利技术的基于单片机自动控制的有害气体采样器既可以采用闭环自动控制；也可采用开环自动控制，通过出厂前校准的方法同样达到较高的准确度，配置灵活、适用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体采样器，具体是一种基于单片机自动控制的有害气体采样 器。本专利技术的基于单片机自动控制的有害气体采样器既可以采用闭环自动控制；同时考虑 到传感器的成本也可采用开环自动控制，通过出厂前校准的方法同样达到较高的准确度。
技术介绍
有毒有害气体采样器，也叫大气采样器，空气采样器，主要用于采集大气中的污染 物质，大气中有害物质的存在状态，大致可分为气态和气溶胶两大类。气态，指某些污染物质，因其化学性质不稳定、沸点低等因素的影响，在常温常压 下以气体形式分散在大气中。常见的气态污染物有C0、S02、N0x、C12和苯等。气溶胶，有害物质的固体微粒或液体微粒逸散于空气中以多种状态同时存在的分 散系称气溶胶。有雾、烟和尘三类气溶胶。雾为液态，由气体蒸发至空气后遇冷凝聚而成； 烟和尘均为固态，前者由固态物质受热蒸发至空气中遇冷凝聚而成；后者是固态物质因机 械粉碎或爆破时产生的微粒，能长期悬浮于空气中。国内所有的，疾病控制中心，卫生监督所，环境监测站，必须要对室内外的空气进 行采样和检测，保障我们生活和生存的环境。现在国内外都是通过，动力气体流量采样方法，也就是说，采样过程中，气体流量 的精度，气流的稳定性，对样品最后的检测精度，有重大的影响。从以上我们可以看出，无论是国内还是国外，检测大气污染的手段，最廉价最精确 的，还是采用仪器采样法，再将样品在实验室中检测。国际上采样器的水平国际上以美国TSI公司等生产的，气体采样器，价格在 20000元人民币，主要是通过高精度传感器进行流量的自动测量和反馈，或者通过高准确度 计量器具校准后通过计算机软件拟合和存储，可实现高的准确度，避免因传统玻璃流量计 的加工工艺对准确度的影响。国内生产采样器的厂家，主要是通过玻璃转子流量计，对采样器的流量进行控制 和手工调整，读数，误差非常大，在5%，，仪器价格从1000元至1万元左右，，玻璃转子流 量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量 的体积流量仪表。又称转子流量计。浮子流量计适用于小管径和低流速。常用仪表口径 40-50mm以下，最小口径做到1. 5_4mm。玻璃转子流量计对直管段要求不高，并有较宽的流 量范围度。目前，被广泛地应用在电力、石化、冶金等流程工业和污水处理等公用事业。主 要用作直观流动指示或测量精度要求不高的现场指示仪表。玻璃转子流量计，外观设计不 美观，容易碰撞损坏。因此，国内外，就使用的采样器流量控制方法和精度上，传统的玻璃转子流量计， 流量随着电源的波动，会出现偏差，要通过肉眼的观察和手工调整。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服上述缺陷，提供一种基于单片机自动控制的有害气体采样 器，该采样器采用自动化流量控制方法、具有高精度和无人值守的优越性能，解决了传统的 玻璃转子流量计，流量随着电源的波动，会出现偏差，要通过肉眼的观察和手工调整，其误 差在5%左右，严重影响实验室检测精度和可行性的技术问题。本专利技术的技术方案是一种基于单片机自动控制的有害气体采样器，包括单片机，所述单片机的计数器的 信号输出端连接隔离驱动模块，隔离驱动模块的驱动信号输出端连接气体提取采集装置的 驱动控制端，气体提取采集装置连接气体采集管。本专利技术还可以是一种基于单片机自动控制的有害气体采样器，包括单片机，所述单片机的计数器的 信号输出端连接隔离驱动模块，隔离驱动模块的驱动信号输出端连接气体提取采集装置的 驱动控制端，气体提取采集装置连接气体采集管；所述气体提取采集装置连接气体采集管 的一端，气体采集管的另一端内设有热流量传感器，热流量传感器的信号输出端通过信号 调理模块连接模数转换模块的模拟信号输入端，模数转换模块的数字信号输出端连接单片 机的反馈信号输入端。所述单片机的计数器的信号输出端输出的是PWM脉宽调制信号，其占空比为0至 1范围。所述隔离驱动模块为型号为L298的H桥驱动芯片。所述气体提取采集装置包括直流电机和气泵，隔离驱动模块的驱动信号输出端连 接直流电机的驱动控制端。所述采样器还包括显示模块和键盘，显示模块和键盘分别与单片机的显示驱动端 和键盘驱动端连接。所述单片机为包括8K的Flash和512个字节的RAM数据存储器，并有8个中断源。本专利技术的有益效果是本专利技术的基于单片机自动控制的有害气体采样器利用自动化控制技术，通过高精度传 感器进行流量的自动测量和反馈，再通过高准确度计量器具校准后通过计算机软件拟合和 存储，可实现高准确度的流量恒定和自动控制。本专利技术的基于单片机自动控制的有害气体采样器既可以采用闭环自动控制；也可 采用开环自动控制，通过出厂前校准的方法同样达到较高的准确度，配置灵活、适用性强。本专利技术还具有如下特点1、通过面板按键，可以任意设定采样流量，采样时间(起、止)2、利用计算机自动化技术，自动检测和反馈，控制和调整流量3、软件必须可以对流量大小进行参数修正，方便计量部门对仪器进行计量测试时，可 以修正参数。4、仪器在开机时，自动对采样器的工作电压，气泵的工作状态进行自检。5、面板操作，要求简单，达到不看说明书，也可以一目了然。本专利技术具有广泛的应用前景，目前在中国，有5000个县以上的疾病控制中心，有 5000个县以上的卫生监督所，有5000个县以上的环境监测站，再加上几千个大型企业，几千个大专院校和科研机构，常规的县级使用单位，如金坛市环境监测站，最少都要使用20 台以上气体采样器。中国在奥运会时，在北京成立40个监测小分队，应付恐怖分子破坏使用毒气检 测和采样，其中使用的全是国外厂家生产的设备。随着生产和市场的推广，必将可以产生非常大的经济效益。本专利技术同时还可以做成如下标准仪器供相关部门使用有毒有害双路气体采样器、粉尘采样器、呼吸性粉尘采样器、六级空气微生物采样器。附图说明图1是本专利技术的基于闭环控制的实施例的采样器结构框图。图2是本专利技术的基于开环控制的实施例的采样器结构框图。图3是本专利技术的H桥驱动电路示意图。图4是本专利技术的整体控制程序流程图。图5是本专利技术的PWM中断服务程序流程图。图6本专利技术的定时器中断服务程序流程图。图7是本专利技术的可实现流量键和时间键的刷新设置示意图。图中1、单片机，2、隔离驱动模块，3、气体提取采集装置，4、气体采集管，5、显示模 块，6、键盘，7、热流量传感器，8、信号调理模块，9、模数转换模块。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述如图1，一种基于单片机开环自动控制的有害气体采样器，包括单片机1，单片机1 的计数器的信号输出端连接隔离驱动模块2，隔离驱动模块2的驱动信号输出端连接气体 提取采集装置3的驱动控制端，气体提取采集装置3连接气体采集管4。如图2，本专利技术还可以是基于单片机闭环自动控制的有害气体采样器一种基于单片机闭环自动控制的有害气体采样器，包括单片机1，单片机1的计数 器的信号输出端连接隔离驱动模块2，隔离驱动模块2的驱动信号输出端连接气体提取采 集装置3的驱动控制端，气体提取采集装置3连接气体采集管4 ；所述气体提取采集装置3 连接气体采集管4的一端，气体采集管4的另一端内设有热流量传感器7，热流量传感器7 的信号输出端通过信号调理模块8连接模数转换模块9的模拟信号输入端，模数转换模块 9的数字信号输出端连接单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机自动控制的有害气体采样器，包括单片机（１），其特征是所述单片机（１）的计数器的信号输出端连接隔离驱动模块（２），隔离驱动模块（２）的驱动信号输出端连接气体提取采集装置（３）的驱动控制端，气体提取采集装置（３）连接气体采集管（４）。

【技术特征摘要】
一种基于单片机自动控制的有害气体采样器，包括单片机(1)，其特征是所述单片机(1)的计数器的信号输出端连接隔离驱动模块(2)，隔离驱动模块(2)的驱动信号输出端连接气体提取采集装置(3)的驱动控制端，气体提取采集装置(3)连接气体采集管(4)。2.根据权利要求1所述的基于单片机自动控制的有害气体采样器，其特征在于所述气 体提取采集装置(3 )连接气体采集管(4 )的一端，气体采集管(4 )的另一端内设有热流量传 感器(7)，热流量传感器(7)的信号输出端通过信号调理模块(8)连接模数转换模块(9)的 模拟信号输入端，模数转换模块(9)的数字信号输出端连接单片机(1)的反馈信号输入端。3.根据权利要求1所述的基于单片机自动控制的有害气体采样器，其特征在于所述单 片机(1)的计数器的信号输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣海，兰江，
申请(专利权)人：金坛市亿通电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]