[实用新型]一种氯气浓度在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动化监测技术领域，涉及一种气体浓度在线监测装置，特别涉及了一种氯气浓度在线监测装置。

背景技术

化工生产中，氯气的用途十分广泛。氯气是一种具有极强的化学亲和力的气体，氯气能助燃，当氯气与许多物质混合后，会腐蚀容器，甚至引起爆炸。同时，常态下的氯气是一种剧毒气体，能强烈刺激人的呼吸道和眼鼻粘膜，甚至危及生命。在生产中为了预防事故的发生和确保操作人员的人身安全，需要对环境中的氯气浓度进行在线监测。传统的监测方法是甲基醇比色法，该方法需人工采样后在实验室内测量，灵敏度低、操作复杂、耗时长，不适合实时在线测量。早期的氯气浓度在线监测装置采用模拟电路，精度低、可靠性差、响应时间长、系统复杂、功能单一，已不能满足实际需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有的氯气浓度在线监测装置的精度低、可靠性差、响应时间长、功能单一的缺点，提供了一种基于嵌入式系统的氯气浓度在线监测装置。该装置能实时监测氯气的浓度，并对测量值进行温度补偿，实现氯气浓度的实时显示、超限报警、数据处理和存储功能。在计算机的管理软件配合下，还能实现对该装置的远程管理操作。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：包括一台主控仪，多台氯气变送器和一台温度变送器。各氯气变送器和温度变送器与主控仪通过双绞线连接。

主控仪包括处理器模块和分别与处理器模块连接的数据存储模块、液晶显示模块、按键模块、时钟模块、报警电路模块、通信模块、4～20mA信号输入模块。主控仪电源模块分别与其他模块连接，为其供电。主控仪电源模块的输入电压为DC 24V或AC 220V，内部采用LM1117-3.3和LM1117-5芯片进行稳压。处理器模块采用MSP430F149型16位单片机；数据存储模块采用SD卡，其接口电路与处理器模块的P3.0、P3.1、P3.2和P3.3脚连接。液晶显示模块采用CM19264型192×64单色点阵式液晶显示屏，其数据线与处理器模块的P2口连接、指令线与处理器模块的P1口连接。按键模块包括6个按键，6个按键分别与处理器模块的P6口连接。时钟模块采用DS1302实时时钟芯片，其SCLK、|O、nRESET分别与处理器模块的P5.5、P5.4、P5.6脚连接。报警电路模块的接口电路与处理器模块的P4.1、P4.2脚连接。通信模块采用MAX3232芯片，与处理器模块的UART接口连接。4～20mA信号输入模块采用MCP3208型8路模拟/数字转换芯片，与处理器模块之间使用光耦隔离，其接口电路与处理器模块的P5.0、P5.1、P5.2、P5.3脚连接。

氯气变送器包括顺序连接的氯气传感器、氯气变送器放大模块和氯气变送器4～20mA信号输出模块，氯气变送器电源模块与分别与氯气传感器、氯气变送器放大模块和氯气变送器4～20mA信号输出模块连接，为其供电。氯气传感器采用恒定电位氯气传感器；氯气变送器放大模块采用TLC2252高输入阻抗、高增益放大器；氯气变送器4～20mA信号输出模块采用LM358通用放大器；氯气变送器电源模块的输入电压为DC 24V或AC 220V，内部采用LM1117-5芯片进行稳压的稳压电路。氯气传感器检测到氯气并产生微弱电流信号，信号经氯气变送器放大模块放大后，送入氯气变送器4～20mA信号输出模块，并将信号转换为4～20mA信号并输出，通过双绞线送至主控仪的4～20mA信号输入模块。

温度变送器包括顺序连接的温度传感器、温度变送器放大模块和温度变送器4～20mA信号输出模块，温度变送器电源模块分别与温度传感器、温度变送器放大模块和温度变送器4～20mA信号输出模块连接，为其供电。所述的温度传感器为热电阻，温度的测量方式采用传统的热电阻测量方式；温度变送器放大模块采用TLC2252高输入阻抗、高增益放大器；温度变送器4～20mA信号输出模块采用LM358通用放大器；温度变送器电源模块的输入电压为DC 24V或AC 220V，内部采用LM 1117-5芯片进行稳压的稳压电路。温度传感器的热电阻在环境温度下产生微弱电流信号，信号经温度变送器放大模块放大后，送入温度变送器4～20mA信号输出模块，并将信号转换为4～20mA信号并输出通过双绞线送至主控仪的4～20mA信号输入模块。