適用于石油化工的便攜式氣體探測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了適用于石油化工的便攜式氣體探測器，主要由電子電路板和防水外殼組成，電子電路板包括數(shù)據(jù)處理模塊、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的傳感器、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的輸出模塊、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊、與數(shù)據(jù)處理模塊連接的按鍵模塊和為電子電路板內(nèi)各模塊提供電源的電源模塊，數(shù)據(jù)處理模塊包括處理器和連接于處理器與傳感器之間的低功耗運(yùn)算放大器，處理器采用集成有A/D轉(zhuǎn)換器、時間芯片和EEPROM存儲器的16位MSP430處理器。通過高精度傳感器檢測空氣中氣體濃度值，并實時通過顯示屏顯示濃度值，起到危險危害提前的作用，同時具有震動提示、LED指示、蜂鳴器報警和監(jiān)測信息存貯等功能。
【專利說明】適用于石油化工的便攜式氣體探測器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于氣體探測領(lǐng)域，涉及適用于石油化工的便攜式氣體探測器，尤其 涉及適用于石油化工、煤礦、煤炭、煉鋼等存在可燃或有毒氣體泄漏的場所的便攜式氣體探 測器。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在有的便攜式氣體探測器，存在兩方便問題，第一個是產(chǎn)品集成度不高，功耗偏 高，第二個是沒有適合便攜式探測器的存貯方案。
[0003] 下面從兩方面分別說明：
[0004] 1、現(xiàn)有的便攜式探測器，采用廉價的單片機(jī)，外圍使用A/D轉(zhuǎn)換模塊（如A/D轉(zhuǎn)換 器），存貯模塊（如EEPR0M存貯器），時間模塊（如HT1380時間芯片）等，這就造成了設(shè)計 復(fù)雜、穩(wěn)定性較低和生產(chǎn)復(fù)雜等問題。
[0005] 2、現(xiàn)有的帶有存貯功能的氣體探測器分兩種，都是基于有供電線路的基礎(chǔ)上的產(chǎn) 品。一種，如申請?zhí)枮?00810180411. 8中國發(fā)明專利，具有數(shù)據(jù)記錄功能的可燃?xì)怏w探測 報警器的配置方法，無內(nèi)置電池和時間芯片，使用相對時間計時，成本低但計時不精確，且 無內(nèi)置電池產(chǎn)品，而便攜式探測器需要離開供電線路，隨身攜帶使用，因此該類產(chǎn)品無法滿 足便攜式探測器。
[0006] 另外一種，如申請?zhí)枮?00920106179. 3的中國實用新型專利，氣體測定裝置，和 申請?zhí)枮?01120447897. 4的中國實用新型專利，數(shù)據(jù)記錄氣體探測器，通過無線信號實時 傳輸?shù)綆o線解碼模塊的上位機(jī)，該類產(chǎn)品上位機(jī)需要無線解碼模塊，需投入額外的硬件 設(shè)備成本，且無線發(fā)射，功耗較大也不適合移動式便攜探測器，并且有傳輸距離限制，傳輸 距離過遠(yuǎn)則需要接入相應(yīng)的無線中繼設(shè)備，造成安裝使用麻煩、成本高昂等問題。 實用新型內(nèi)容
[0007] 本實用新型的主要目的是提供適用于石油化工的便攜式氣體探測器，采用低功耗 模式，且集成電路高度集成,相對穩(wěn)定性高，容易生產(chǎn)。
[0008] 本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0009] 適用于石油化工的便攜式氣體探測器，其特征在于：主要由電子電路板和防水外 殼組成，所述電子電路板包括數(shù)據(jù)處理模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的傳感器、與所述數(shù) 據(jù)處理模塊連接的輸出模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊、與所述數(shù)據(jù)處理 模塊連接的按鍵模塊和為所述電子電路板內(nèi)各模塊提供電源的電源模塊，所述數(shù)據(jù)處理模 塊包括處理器和連接于所述處理器與所述傳感器之間的低功耗運(yùn)算放大器，所述處理器采 用集成有A/D轉(zhuǎn)換器、時間芯片和EEPR0M存儲器的16位MSP430處理器。
[0010] 優(yōu)選的，所述低功耗運(yùn)算放大器采用DI02052雙通道運(yùn)算放大器。
[0011] 優(yōu)選的，所述輸出模塊包括與所述MSP430處理器連接的震動和LED指示模塊、 0LED顯示屏和蜂鳴器。
[0012] 優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊采用PL2303接口轉(zhuǎn)換器。
[0013] 優(yōu)選的，所述按鍵模塊包括與所述MSP430處理器連接的菜單鍵、開機(jī)鍵和確認(rèn) 鍵。
[0014] 優(yōu)選的，所述電源模塊包括充電模塊、電池和供電模塊。
[0015] 由上述對本實用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的適用于石油化 工的便攜式氣體探測器，用于可燃性爆炸氣體或有毒氣體、存在泄漏風(fēng)險的場所，通過高精 度傳感器檢測空氣中氣體濃度值，并實時通過顯示屏顯示濃度值，起到危險危害提前的作 用，同時具有震動提示、LED指示、蜂鳴器報警和監(jiān)測信息存貯等功能。
[0016] 本實用新型為本質(zhì)安全型產(chǎn)品，可以放心使用在爆炸區(qū)域，采用本安型設(shè)計，整體 蓄能元件少，不足以引起電火花，不存在引爆風(fēng)險，可長時間工作在危險氣體區(qū)域，同時增 加了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和集成度，功耗低，容易生產(chǎn)和測試，并提高工作人員的工作效率，方便 數(shù)據(jù)的記錄與導(dǎo)出，節(jié)省了紙張等消耗品的使用。
[0017] 探測器硬件選型方面以穩(wěn)定性高、集成度高、功耗低為原則，處理器采用16位 MSP430,該處理器自身集成A/D轉(zhuǎn)換器、時間芯片、EEPR0M存儲器且自身功耗極低，是便攜 式產(chǎn)品極佳選擇。
[0018] 放大電路方面徹底摒棄了分立元件和常規(guī)功耗產(chǎn)品，使用超低功耗的DI02052， DI02052為雙通道運(yùn)算放大器功，耗低至16uA，做到高集低功耗兼得。
[0019] 顯示器采用0LED顯示屏，該類顯示器有明顯優(yōu)于LED、IXD顯示器的優(yōu)勢，具有功 耗低、顯示清晰和無需背光等優(yōu)勢。MSP430處理器實時采集傳感器實時電壓信號，通過其內(nèi) 置A/D轉(zhuǎn)換器，將傳感器電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號并經(jīng)過處理，將濃度信息直觀的顯示 在0LED顯示屏上。當(dāng)MSP430處理器監(jiān)測到當(dāng)前氣體濃度大于出廠設(shè)置的濃度時，MSP430 處理器驅(qū)動震動和LED指示模塊中的震動馬達(dá)震動、LED以500ms亮500ms滅的頻率閃爍 提示用戶，蜂鳴器報警，同時將當(dāng)前時間、報警值、設(shè)定值等信息存貯于內(nèi)置EERPR0M的報 警存儲頁面。
[0020] 按鍵模塊包括菜單鍵、開機(jī)鍵和確認(rèn)鍵，按住開機(jī)鍵3秒開機(jī)，探測器開機(jī)后先進(jìn) 行蜂鳴器、LED燈、震動馬達(dá)、0LED顯示屏的自檢，自檢完成后經(jīng)過3分鐘預(yù)熱，預(yù)熱完成探 測器進(jìn)入檢測狀態(tài)，并顯示當(dāng)前環(huán)境下目標(biāo)氣體實際濃度和本地時間。進(jìn)入檢測狀態(tài)后，當(dāng) 安全人員需要記錄數(shù)據(jù)時，按下便攜式探測器確認(rèn)鍵，傳遞記錄信號給探測器內(nèi)置處理器， 處理器在檢測狀態(tài)下收到記錄信號后，啟動記錄程序，記錄當(dāng)前記錄時間、當(dāng)前氣體類別、 濃度值、序號、等信息到存儲器，只有在使用人員人為干預(yù)下（如：按下按鍵）才記錄，不干 預(yù)不記錄，因此，最大程度上延長了存貯器的使用壽命，同時避免了過多無用數(shù)據(jù)的存貯。
[0021] PL2303接口轉(zhuǎn)換器，高度集成的RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，用于USB充電和數(shù)據(jù)表導(dǎo) 出。該USB數(shù)據(jù)接口既可以用作探測器充電，也可以與外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)需要存 儲器內(nèi)的記錄數(shù)據(jù)時，將便攜式探測器底部的數(shù)據(jù)接口通過標(biāo)準(zhǔn)USB數(shù)據(jù)線，接到電腦USB 接口，打開上位機(jī)軟件，點擊"數(shù)據(jù)表導(dǎo)出"按鈕，選擇存貯路徑后，點擊"確定"按鈕上位機(jī) 軟件自動生成數(shù)據(jù)報表，報表包含氣體種類、記錄時間、濃度值等信息。因此可以在不添加 任何硬件解碼器的情況下，實現(xiàn)了一種低成本的數(shù)據(jù)導(dǎo)出方案。
[0022] 另外對于海油鉆井平臺等安全員被要求按照某固定時間記錄濃度值的情況，本實 用新型通過一鍵多用的方式，通過分時復(fù)用原理，把功能鍵做為記錄鍵使用，探測器檢測到 按鍵按下，把記錄時間、當(dāng)前濃度值等信息自動將數(shù)量記錄于探測器存儲器內(nèi)，記錄完畢后 通過數(shù)據(jù)線導(dǎo)出到電腦中自動生成數(shù)據(jù)表格，方便安全人員使用。也可以設(shè)置按一次后，每 間隔固定時間記錄一次，間隔時間可修改，其中默認(rèn)值為海洋石油平臺安全記錄時間30分 鐘。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是適用于石油化工的便攜式氣體探測器的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0024] 圖2是適用于石油化工的便攜式氣體探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 以下通過【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0026] 如圖1和圖2所示的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，主要由電子電路板1 和防水外殼2組成，電子電路板1包括數(shù)據(jù)處理模塊100、與數(shù)據(jù)處理模塊100連接的傳感 器200、與數(shù)據(jù)處理模塊100連接的輸出模塊300、與數(shù)據(jù)處理模塊100連接的數(shù)據(jù)導(dǎo)出模 塊400、與數(shù)據(jù)處理模塊100連接的按鍵模塊500和為電子電路板1內(nèi)各模塊提供電源的 電源模塊600,數(shù)據(jù)處理模塊100包括處理器101和連接于處理器與傳感器之間的低功耗 運(yùn)算放大器102,處理器101采用集成有A/D轉(zhuǎn)換器、時間芯片和EEPR0M存儲器的16位 MSP430處理器，低功耗運(yùn)算放大器102采用DI02052雙通道運(yùn)算放大器，輸出模塊300包括 與MSP430處理器101連接的震動和LED指示模塊301、0LED顯示屏302和蜂鳴器303,數(shù) 據(jù)導(dǎo)出模塊400采用PL2303接口轉(zhuǎn)換器，按鍵模塊500包括與MSP430處理器101連接的 菜單鍵501、開機(jī)鍵502和確認(rèn)鍵503,電源模塊600包括充電模塊601、電池602和供電模 塊 603。
[0027] 上述僅為本實用新型的一個【具體實施方式】，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于 此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本實用新型保護(hù)范圍 的行為。
【權(quán)利要求】
1. 適用于石油化工的便攜式氣體探測器，其特征在于：主要由電子電路板和防水外殼 組成，所述電子電路板包括數(shù)據(jù)處理模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的傳感器、與所述數(shù)據(jù) 處理模塊連接的輸出模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模 塊連接的按鍵模塊、與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接的報警模塊和為所述電子電路板內(nèi)各模塊提 供電源的電源模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括處理器和連接于所述處理器與所述傳感器之間 的低功耗運(yùn)算放大器，所述處理器采用集成有A/D轉(zhuǎn)換器、時間芯片和EEPROM存儲器的16 位MSP430處理器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，所述低功耗運(yùn)算放大 器采用DI02052雙通道運(yùn)算放大器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，所述輸出模塊包括與 所述MSP430處理器連接的震動和LED指示模塊、OLED顯示屏和蜂鳴器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，所述數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊采 用PL2303接口轉(zhuǎn)換器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，所述按鍵模塊包括與 所述MSP430處理器連接的菜單鍵、開機(jī)鍵和確認(rèn)鍵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于石油化工的便攜式氣體探測器，所述電源模塊包括充 電模塊、電池和供電模塊。
【文檔編號】G01N33/00GK203849252SQ201420297320
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】李海賓 申請人:中航泰德(深圳)海洋工程有限公司