專利名稱：氣體安全檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種氣體檢測儀器，尤其是用于煤礦中對瓦斯等氣體的安全檢測儀。
背景技術(shù)：
目前煤礦中用于對瓦斯等氣體的檢測主要有2種方法。一是目前絕大多數(shù)煤礦普遍采用的傳統(tǒng)的瓦斯或其它氣體檢測儀，由安檢員在礦井作現(xiàn)場檢測，一旦發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標(biāo)，便通知管理部門處理。即，人工分散采集，人工數(shù)據(jù)處理。這種方式造價低、投資省，檢測地點靈活，但對企業(yè)管理及安檢人員的品德素質(zhì)要求較高，工作量大，很難避免“跑班漏檢”及數(shù)據(jù)失實，也就難以杜絕重大事故的發(fā)生；二是采用“礦井抽放瓦斯工程”，在礦井中敷設(shè)管道，將相關(guān)檢測點的實際氣體通過泵站抽至檢測分析地點進行分析或?qū)崪y，并使用管理軟件，在管理部門直接反映顯示在管理計算機界面上。即，系統(tǒng)分散采集，計算機集中處理。采用該種方法可實時檢測相應(yīng)檢測點的氣體濃度，使管理管道所到之處全部處于監(jiān)控之下，對于檢測數(shù)據(jù)可以方便地進行分析處理，方便管理部門迅速作出相應(yīng)反應(yīng)。但該工程投資大，其靈活性、移動性、延伸性差，施工較為困難且維護工作量較大。對于一些突發(fā)地段或場所，凡在工程氣體采集點以外的一些地方，仍只能采用常規(guī)檢測儀作為該系統(tǒng)的補充。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要的解決的技術(shù)問題在于重新設(shè)計傳統(tǒng)氣體安全檢測儀，并引用地址信息讀取技術(shù)(亦即TOUCH MEMORY(iButton)技術(shù))，使其具有測試地點確立，測試地點記錄，檢測數(shù)據(jù)保存，檢測時間保存等功能，從而使檢測工作更規(guī)范，杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型氣體安全檢測儀包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、通信接口電路、時鐘電路及電源，所述的通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路。
上述氣體安全檢測儀，所述的控制電路由MSP430F133單片機、一晶體B3、兩電容C13、C14和IMP809R復(fù)位器及電阻R47、編程接口等組成，復(fù)位器的RST端與R47串接后接單片機的NMI/RS端口，晶體B3二端分別與單片機XIN和XO/TC端相連，然后B3二端對地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機內(nèi)部的反相電路組成振蕩電路為控制芯片MSP430F133提供工作所需的振蕩信號，所述數(shù)碼電路的12個外連端線分別與MSP430F133單片機的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連，所述單片機的DVCC、VER+、AVCC端接入電源中穩(wěn)壓電源的輸出端，P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與有害氣體檢測電路相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測電路中的放大器輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開關(guān)信號的輸入口，P2.7端口是電源電子開關(guān)的控制端口，所述編程接口XJ分別與單片機MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相連，所述單片機的P3.3端口和P3.7端口為所述聲光提示電路的發(fā)光管的控制輸出端口；所述的數(shù)據(jù)存儲電路是一AT45DB081存儲器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源的輸出端；所述的外部地址信息通信接口電路由通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，上拉電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路同時作為充電電路，由通信充電連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，第一個XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開關(guān)電路和電池相連，電阻R48一端接電源，另一端同時與XS的第三個端口和單片機的P3.5相連，穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機的P3.4、P3.5端口相連，并同時連接XS的第二、第三端口；所述時鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對地分別接電容C7、C8，電池G1負極接地，電池G1正極接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入電源電路的輸出端。
由于在本實用新型的氣體安全檢測儀中增加了時鐘電路、地址信息讀取電路、數(shù)據(jù)存儲電路和與計算機的通信電路，當(dāng)在煤礦中進行實地氣體檢測時，將氣體安全檢測儀的地址信息通信端口XP與采集點中固定的地址信息部件相連，從中讀取信息鈕地址信息，同時時鐘電路產(chǎn)生時鐘信號。有害氣體檢測電路在將檢測到的環(huán)境氣體中有害氣體濃度輸出、放大、顯示的同時，實測時的檢測人員、檢測地點、檢測時間及檢測到的濃度數(shù)據(jù)等信息被存入存儲器，再通過通信接口XS，將存儲器中存儲的信息讀取輸入到管理計算機內(nèi)，還可進行分析、判別和處理。另外，通過通信接口XS，管理計算機還可向檢測儀派發(fā)任。因此，在氣體安全檢測儀檢測、顯示氣體濃度、濃度超標(biāo)時聲光警示的同時，由于引入了派發(fā)任務(wù)、保存檢測時間、檢測地點、檢測濃度等參數(shù)據(jù)，使檢測工作更規(guī)范，能夠檢測檢查任務(wù)完成的情況，包括是否按派發(fā)任務(wù)規(guī)定的巡檢線路、檢測地點及時間等，能將數(shù)據(jù)與住處上傳給上級安全管理部門，使其能隨時查閱任何一個下屬企業(yè)的任一時段的檢測數(shù)據(jù)，能隨時向下屬企業(yè)發(fā)布指令或信息并在下屬企業(yè)以數(shù)據(jù)形式存檔保存，基本杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象。同時，相比于“礦井抽放瓦斯工程”，同樣的功能下其投資小，靈活性、移動性、延伸性好，并無需工程施工和維護，非常方便。


圖1是氣體安全檢測儀的電路基本框圖；圖2是氣體安全檢測儀的電路原理圖；具體實施方式
如圖所示，安全檢測儀包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、通信接口電路、時鐘電路及電源。數(shù)碼顯示電路由八個8550三極管V1-V8、四個8050三極管V9-V12、20個電阻R1-R20和四個數(shù)碼管P1-P4連接而成。數(shù)碼電路主要用于顯示環(huán)境中實測CH4濃度、時間及提示符等有關(guān)數(shù)據(jù)與信息。有害氣體檢測電路由傳感器B1、兩直流放大電路TLV2252A(圖2中N2-1和N2-2)、TL431放大器N1、三極管V13、V14、V15、可變電阻RP1、RP2、電容C2-C6、和10個電阻R21-R26、R30-R33組成。由B1檢測環(huán)境氣體中有害氣體濃度并輸出直流電平，經(jīng)N2等組成的電路放大并送控制電路。電源電路由TPS76030穩(wěn)壓電源、8778電源開關(guān)N6及電容C10-C12、電阻R42-R46、開關(guān)SB1-SB2、兩IN4148二極管、V20、V21和三極管V2組成，用于為各部分電路提供工作電壓。聲光提示電路由雙色發(fā)光管V18、聲響指示器HA、電阻R27-R29、R39-R40及8050三極管V16組成。上述四部分電路與現(xiàn)有的氣體安全檢測儀基本相同。本實用新型氣體安全檢測儀所采用的控制電路由MSP430F133單片機N4、晶體B3、兩電容C13、C14和IMP804R復(fù)位器N7及電阻R47組成，復(fù)位器N7為單片機N4提供復(fù)位信號，其RST端與R47串接后接單片機的NMI/RS端口，其VCC端接電源，其GND端接地，晶體B3的兩端接N4的XIN、XO/TC端后其兩端分別對地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機N4的XIN、XO/TC連接后與N4中的片內(nèi)振蕩電路組成時鐘產(chǎn)生電路。接口XJ分別與單片機的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口及晶體B3的兩端相連組成單片機N4的編程接口。單片機N4中集成12位A/D轉(zhuǎn)換器、基準電壓電路、采樣保持電路，A/D轉(zhuǎn)換輸入端口為P6端口。數(shù)碼電路的12個外連端線分別與MSP430F133單片機的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連。單片機N4的DVCC、VER+、AVCC端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端。單片機N4的P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路R29相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與有害氣體檢測電路R21相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測電路中的放大器N2輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開關(guān)信號的輸入口，P2.7端口是電源電子開關(guān)的控制端口。聲光提示電路中雙色發(fā)光管的一端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端，另一端分別接入單片機N4的P3.3端口、P3.7端口。數(shù)據(jù)存儲電路是一AT45DB081存儲器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源N5的輸出端。單片機N4通過存儲器D的SCK、SI、SO端口以串行外圍設(shè)備接口SPI模式0或3與存儲器D通信，單片機N4將指令、存儲地址、數(shù)據(jù)輸入存儲器D中，存儲器D根據(jù)指令、存儲地址自動將數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭氪鎯ζ鱀。通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路兩部分。外部地址信息通信接口電路由通信通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地。端口XP用于接觸地址信息部件。上拉電阻R36用于給地址信息部件提供電流，且為N4的P1.7端口提供高電平。穩(wěn)壓管V17用于限制高于3伏的電壓，保護端口免受高電位的沖擊。N4的P1.7端口是數(shù)據(jù)輸入、輸出口并為數(shù)據(jù)的輸入輸出提供時鐘信號。檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路由通信連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，通信連接端口XS與充電插座共用，既用于本機內(nèi)部電池充電，也用于本機與管理計算機間的數(shù)據(jù)通信。第一個XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開關(guān)電路和電池相連。電阻R48一端接穩(wěn)壓電源N5的輸出端，另一端同時與XS的第三個端口和單片機的P3.5相連，為P3.5端口提供高電平。穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機的P3.4、P3.5端口相連，并同時連接XS的第二、第三端口，它們用于限制高于3伏的電壓，保護P3.4和P3.5端口。P3.5和P3.4是單片機N4的串行端口，可以自動以預(yù)先編程的速率完成與計算機間的7位或8位數(shù)據(jù)的傳送。時鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對地分別接電容C7、C8，上述元件相連后形成振蕩電路為時鐘電路提供時基。電池G1負極接地，電池G1正極接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入穩(wěn)壓電源N5的輸出端，X1203的VSS端接地。SCL、SIA端為I2C的兩線接口，單片機通過這二個端口與時鐘電路N3通信發(fā)送指令、地址、數(shù)據(jù)進行控制和讀取時鐘數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.氣體安全檢測儀，包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路和電源，其特征在于，它還包括分別與所述控制電路相連的數(shù)據(jù)存儲電路、通信接口電路和時鐘電路，所述的通信接口電路包括外部地址信息的通信接口電路和檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體安全檢測儀，其特征在于，所述的控制電路由MSP430F133單片機、一晶體B3、兩電容C13、C14和IMP809R復(fù)位器及電阻R47、編程接口等組成，復(fù)位器的RST端與R47串接后接單片機的NMI/RS端口，晶體B3二端分別與單片機XIN和XO/TC端相連，然后B3二端對地接電容C13、C14，B3、C13、C14和單片機內(nèi)部的反相電路組成振蕩電路為控制芯片MSP430F133提供工作所需的振蕩信號，所述數(shù)碼電路的12個外連端線分別與MSP430F133單片機的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7、P5.4、P5.1、P5.0、P3.2端口相連，所述單片機的DVCC、VER+、AVCC端接入電源中穩(wěn)壓電源的輸出端，P3.6端口作為聲響指示器HA的控制端口與所述聲光提示電路相連，P1.6端口作為傳感器電路電源控制端口與所述有害氣體檢測電路相連，P6.3/A3端口與所述有害氣體檢測電路中的放大器輸出相連，P6.4/A4端口是電池電壓檢測端口，與取樣電阻R27、R28相連，P2.0、P2.4端口是按鍵開關(guān)信號的輸入口，P2.7端口是電源電子開關(guān)的控制端口，所述編程接口XJ分別與單片機MSP430F133的NMI/RS、TCK、TMS、TDI、TDO/TDI端口相連，所述單片機的P3.3端口和P3.7端口為所述聲光提示電路的發(fā)光管的控制輸出端口；所述的數(shù)據(jù)存儲電路是一AT45DB081存儲器，其/RST、/CS、SCK、SI、SO端口分別與單片機的P2.1、P1.4、P1.1、P1.5、P1.3端口相連，其VCC端和/WP端接電源的輸出端；所述的外部地址信息通信接口電路由通信接口XP、電阻R38、穩(wěn)壓管V17組成，穩(wěn)壓管V17一端接P1.7一端接地，上拉電阻R38一端接電源一端接P1.7，通信接口XP一端接P17一端接地；所述的檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路同時作為充電電路，由通信充電連接端口XS、電阻R48、兩穩(wěn)壓管V24、V25和二極管V22組成，第一個XS端口接二極管V22后與電源電路中電子開關(guān)電路和電池相連，電阻R48一端接電源，另一端同時與XS的第三個端口和單片機的P3.5相連，穩(wěn)壓管V24、V25一端與地相連，其另一端分別與單片機的P3.4、P3.5端口相連，并同時連接XS的第二、第三端口；所述時鐘電路主要由X1203集成芯片、晶體B2、兩電容C7、C8和兩電阻R34、R35及后備電源G1組成，晶體B2與電阻R34并聯(lián)，其并聯(lián)電路一端與X1203的X1端相連，另一端通過電阻R35與X1203的X2相連，并聯(lián)電路的兩端對地分別接電容C7、C8，電池G1負極接地，電池G1正極接X1203的VBACK端，X1203芯片的SCL、/IRQ、SDA分別與單片機的P1.1、P1.0、P1.2端口相連，X1203芯片的VCC端接入電源電路的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種氣體安全檢測儀器,用于煤礦中對瓦斯等氣體的安全檢測。它包括控制電路和分別與之相連的有害氣體檢測電路、數(shù)碼顯示電路、聲光提示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、通信接口電路、時鐘電路及電源,通信接口電路又包括外部地址信息的通信接口電路和檢測儀與計算機間數(shù)據(jù)通信接口電路。用本實用新型的安全檢測儀在煤礦中進行實地氣體檢測時,可將氣體安全檢測時的檢測人員、檢測地點、檢測時間及檢測到的濃度數(shù)據(jù)等信息被存入存儲器,并可通過管理計算機進行分析、判別和處理。這樣不但使檢測工作更規(guī)范,能基本杜絕“跑班漏檢”現(xiàn)象,而且其投資小,靈活性、移動性、延伸性好,無需工程施工和維護,非常方便。
文檔編號G08B21/16GK2502272SQ0125370
公開日2002年7月24日 申請日期2001年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者張學(xué)珠, 孫祖眉 申請人:浙江嘉科電子有限公司, 甘肅工業(yè)職工大學(xué)