過渡艙多參數(shù)傳感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是有關(guān)一種過渡艙多參數(shù)傳感器，包括多個傳感器、微弱信號放大處理模塊、主從式處理模塊、通信模塊、顯示模塊、校準(zhǔn)模塊以及外殼結(jié)構(gòu)。本發(fā)明專利技術(shù)可安裝在過渡艙內(nèi)，實(shí)時采集艙內(nèi)CO、CO2、CH4、O2氣體濃度數(shù)據(jù)，通過RS232/RS485串口、CAN總線接口傳輸?shù)揭苿泳壬摵凸潭ū茈y硐室的監(jiān)測控制系統(tǒng)，對多個傳感器的校準(zhǔn)有在線校準(zhǔn)和脫機(jī)校準(zhǔn)兩種方式，一次校準(zhǔn)CO、CO2、CH4、O2的零點(diǎn)和量程，還可校準(zhǔn)微弱信號放大處理電路參數(shù)，主從式處理模塊保障了本發(fā)明專利技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，顯示模塊和防爆結(jié)構(gòu)外殼使操作方便安全。解決了礦山井下移動救生艙在過渡艙有限的空間內(nèi)安裝多個傳感器及數(shù)據(jù)傳輸接口多的問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及儀器
，尤其涉及一種煤礦和非煤礦山井下移動救生艙(或固定避難硐室)的過渡艙多參數(shù)傳感器。
技術(shù)介紹
目前，在煤礦和非煤礦山領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的甲烷(CH4)傳感器、一氧化碳(CO) 傳感器、二氧化碳(CO2)傳感器、氧氣(O2)傳感器都是獨(dú)立傳感器，每個傳感器裝置測量一種氣體濃度，具備LED顯示和通信串口，在該領(lǐng)域的安全監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大作用。然而，在煤礦和非煤礦山井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)中起重要作用的移動救生艙和固定避難硐室中應(yīng)用就存在以下問題1、多個傳感器需在有限空間里合理安裝，成本高。2、傳感器接口數(shù)量多，功耗大。3、傳感器的測量精度和可靠性低。因此，如何創(chuàng)設(shè)一種過渡艙多參數(shù)傳感器(測量CO、CO2, CH4, O2)，且能減少體積、 減輕重量、安裝維護(hù)及校準(zhǔn)方便、雙處理器工作、串口傳輸數(shù)據(jù)、穩(wěn)定精確的測量精度和高的可靠性，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供一種過渡艙多參數(shù)傳感器，可利用一個多參數(shù)傳感器測量CO、CO2, CH4, O2濃度，解決單個傳感器體積較大、重量較重、接口多和功耗大的缺點(diǎn)，同時安裝維護(hù)和校準(zhǔn)方便，確保測量精度和可靠性。本專利技術(shù)的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本專利技術(shù)提出的一種過渡艙多參數(shù)傳感器，其包括多個傳感器，分別采集C0、C02、CH4、A的濃度數(shù)據(jù)； 微弱信號放大處理模塊，其電性連接于所述多個傳感器，并對所述多個傳感器采集的Co、 CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行放大處理；主從式雙處理模塊，由主處理器和從處理器組成，所述主從式雙處理模塊通過接口連接于所述微弱信號放大處理模塊，用于接收經(jīng)所述微弱信號放大處理模塊放大的CO、CO2, CH4, 022濃度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；通信模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述通信模塊接收經(jīng)所述主從式雙處理模塊處理后的CO、CO2、CH4、 O2濃度數(shù)據(jù)；顯示模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述顯示模塊接收所述主從式雙處理模塊發(fā)送的指令并顯示；校準(zhǔn)模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，用于校準(zhǔn)所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊；以及外殼結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述傳感器分別為CO傳感器、CO2傳感器、CH4傳感器、O2傳感器。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊集成于一個電路板上。3前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述通信模塊具備RS232/RS485串口、CAN總線接口，當(dāng)上位計(jì)算機(jī)要求獲取數(shù)據(jù)命令時，，通信模塊按規(guī)定協(xié)議將接收的CO、CO2、CH4、O2濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊為IXD顯示屏。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述從處理器對所述主處理器進(jìn)行心跳檢測， 若所述從處理器發(fā)現(xiàn)所述主處理器發(fā)生故障，則所述從處理器取代所述主處理器工作。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)均為防爆結(jié)構(gòu)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述顯示模塊的校準(zhǔn)方式為在線校準(zhǔn)。前述的過渡艙多參數(shù)傳感器，其中所述校準(zhǔn)方式還可為脫機(jī)校準(zhǔn)。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)過度艙多參數(shù)傳感器至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、將四種(CO、CO2, CH4, O2)不同檢測原理的傳感器和微弱信號放大處理模塊集成在一個電路板上，成為過渡艙多參數(shù)傳感器的核心部件，通過接口和主從式處理模塊連接后，配合顯示模塊、通信模塊和校準(zhǔn)模塊組成測量參數(shù)多、精度高、重量輕、體積小、功耗低、 易安裝的過渡艙多參數(shù)傳感器。2、利用在線和脫機(jī)校準(zhǔn)方式，保障過渡艙多參數(shù)傳感器的測量精度準(zhǔn)確穩(wěn)定。3、主從式處理模塊提高了過渡艙多參數(shù)傳感器的可靠性和使用壽命。4、顯示模塊和外殼結(jié)構(gòu)具有防爆功能，其串口數(shù)據(jù)通信的抗干擾性能保障了井下惡劣環(huán)境中數(shù)據(jù)采集和傳輸。上述說明僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本專利技術(shù)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。附圖說明圖1為本專利技術(shù)過渡艙多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本專利技術(shù)過渡艙多參數(shù)傳感器的工作流程圖。具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)為達(dá)成預(yù)定專利技術(shù)目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本專利技術(shù)提出的過度艙多參數(shù)傳感器其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。請參閱圖1所示，為本專利技術(shù)過渡艙多參數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)圖，過渡艙多參數(shù)傳感器包括多個傳感器1、微弱信號放大處理模塊2、主從式處理模塊3、通信模塊4、顯示模塊5、 校準(zhǔn)模塊6以及外殼結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，在本專利技術(shù)中，過渡艙也可稱為過渡室。上述的多個傳感器1分別為CO傳感器11、C02傳感器12、CH4傳感器13、02傳感器 14，多個傳感器1采集CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)的傳感器，并電性連接于微弱信號放大處理模塊2，它與微弱信號放大處理模塊2集成于一個電路板上，設(shè)置于一個金屬盒中，成為過渡艙多參數(shù)傳感器的核心部件，經(jīng)傳感器1采集的C0、C02、CH4、A濃度數(shù)據(jù)送入微弱信號放大處理模塊2進(jìn)行放大。上述的主從式處理模塊3，通過接口與微弱信號放大處理模塊2連接，接收經(jīng)微弱信號放大處理模塊2放大的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)并進(jìn)行采用、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理，主從式處理模塊3由主處理器31和從處理器32組成，主處理器31和從處理器32都嵌入了操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，在本專利技術(shù)工作時，一般情況下由主處理器31工作，從處理器32對主處理器31進(jìn)行心跳檢測，如發(fā)現(xiàn)主處理器31故障則從處理器32取代主處理器 31工作。此外，主處理器31和從處理器32都有看門狗管理功能，在此主從式處理模塊2解決了在惡劣環(huán)境下若一個處理器出現(xiàn)故障則另一個處理器繼續(xù)進(jìn)行工作的問題。上述的通信模塊4，通過接口與主從式處理模塊3連接，接收經(jīng)主從式處理模塊3 利用操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件進(jìn)行處理后的CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)據(jù)，在本專利技術(shù)中，通信模塊4具備RS232/RS485串口、CAN總線接口，當(dāng)上位計(jì)算機(jī)要求獲取數(shù)據(jù)命令時，通信模塊4按規(guī)定協(xié)議將接收的CO、C02、CH4、02濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)，即通過RS232/ RS485串口、CAN總線接口傳輸?shù)揭苿泳壬摶蚬潭ū茈y硐室的監(jiān)測控制系統(tǒng)。上述的顯示模塊5，通過接口與主式從處理模塊3連接，在本專利技術(shù)中，顯示模塊5 可為LCD顯示屏，用于接收主從式處理模塊3發(fā)送的指令并顯示，具體為可全屏/單獨(dú)顯示 CO、CO2, CH4, O2濃度數(shù)值以及校準(zhǔn)過程信息。上述的校準(zhǔn)模塊6，通過接口與主從式處理模塊3連接，用于校準(zhǔn)多個傳感器1和微弱信號放大處理模塊2，在本專利技術(shù)中，過渡艙多參數(shù)傳感器可以在線校準(zhǔn)，也可脫機(jī)校準(zhǔn)， 在線校準(zhǔn)時，校準(zhǔn)模塊6通過紅外遙控器輔助對CO、CO2, CH4, O2分別先用氮?dú)庑Ｕ泓c(diǎn)，然后再用CO、CO2, CH4, O2標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)量程，同時還校準(zhǔn)微弱信號放大處理模塊2的電路參數(shù)； 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種過渡艙多參數(shù)傳感器，其特征在于其包括：多個傳感器，分別采集ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｏ２的濃度數(shù)據(jù)；微弱信號放大處理模塊，其電性連接于所述多個傳感器，并對所述多個傳感器采集的Ｃ　ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｏ２濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行放大處理；主從式雙處理模塊，由主處理器和從處理器組成，所述主從式雙處理模塊通過接口連接于所述微弱信號放大處理模塊，用于接收經(jīng)所述微弱信號放大處理模塊放大的ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｏ２濃度數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；通信模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述通信模塊接收經(jīng)所述主從式雙處理模塊處理后的ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｏ２濃度數(shù)據(jù)；顯示模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，所述顯示模塊接收所述主從式雙處理模塊發(fā)送的指令并顯示；校準(zhǔn)模塊，其通過接口與所述主從式雙處理模塊連接，用于校準(zhǔn)所述多個傳感器和所述微弱信號放大處理模塊；以及外殼結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：武越，
申請(專利權(quán))人：中安金力北京安全生產(chǎn)技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：11