[发明专利]一种多功能气体浓度检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及安全监测系统技术领域，特别涉及一种多功能气体浓度检测仪。

背景技术

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的 固体可燃性矿物，是一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地 质作用转变而成。煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使 用的主要能源之一。煤矿由于受到自然地质条件、井下开采条件、矿工技能条件、技术和装 备等条件的限制，一直存在安全可靠性差、安全事故频率高等问题。

在当今随着采矿技术的不断发展，井下作业工作人员的安全也需要越来越有保 障，但是仍然会有很多采矿企业的机械化程度低，对现场采矿的工作人员的生命安全造成 一定的潜在的威胁，尤其是针对瓦斯气体的检测和报警仍旧存在着安全隐患，每年由于瓦 斯泄露造成的特大事故依然不断。虽然矿井瓦斯爆炸事故不可避免，但是却可以通过技术 力量来进行有效的防范，将损失降到最小。如能及时通知井下人员撤离，就会避免人员的意 外伤亡。而对于矿主而言，则仅仅需要花费很小的投资，就可以为煤矿安装上保护伞和报警 器，大大降低事故发生率。因此对瓦斯气体的检测和报警是一项必要的工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够同时监测甲烷和一氧化碳的浓度且能 对外进行无线通信的多功能气体浓度检测仪。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种多功能气体浓度检测仪，其创新 点在于：所述多功能气体浓度检测仪包括Atxmega64D4微控制器、信号处理及采集装置、显 示装置、无线通信装置、声光报警器和按键装置；

所述按键装置的输出端与Atxmega64D4微控制器的输入端相连，所述信号处理及采集 装置的输入端与Atxmega64D4微控制器的输出端相连，所述显示装置、无线通信装置、声光 报警器与信号处理及采集装置的输出端相连；

所述信号处理及采集装置主要包括甲烷测量装置、一氧化碳测量装置；所述甲烷测量 装置为由两个传感器敏感元件和两只固定电阻组成的惠斯通电桥，所述敏感元件分为黑元 件和白元件，所述黑元件的表面浸涂有铂族金属催化剂，所述白元件表面无催化剂，所述 黑、白元件的铂丝是桥路电阻且又是加热器，所述两固定电阻R1、R2与黑白元件电阻相匹 配；所述一氧化碳测量装置采用电化学原理，其包括工作电极WE，辅助电极CE和参考电极 RE，采用电化学原理；

所述显示装置采用OLED液晶屏，所述OLED液晶屏采用OLED背光显示、并行模式下向 OLED写入显示数据；

所述无线通信装置为NRF2401无线通信应用电路，其包括POWER-nREF、CE-nREF、CS- nREF、DR1-nREF、CLK1-nREF和DATA-nREF这6个功能接口，分别与的6个I/O口相连。

进一步的，所述多功能气体浓度检测仪还包括一个电池装置。

进一步的，所述信号处理及采集装置还包括电池电量测量装置。

本发明的优点在于：

（1）一种多功能气体浓度检测仪既可以检测甲烷气体，同时又可以检测一氧化碳气体， 具有二合一的检测功能。

（2）一种多功能气体浓度检测仪选用Atxmega64D4作为控制器，它具备8路12位A/ D、RTC功能，低功耗。

（3）一种多功能气体浓度检测仪既可以作为单一产品使用，又可以与煤矿PDA设 备、井下单兵救援系统实现无线通信。

（4）所述多功能气体浓度检测仪还包括一个电池装置，能够实时供电，结构简单且 安装方便。

（5）所述信号处理及采集装置还包括电池电量测量装置，可以实时检测电池电量， 防止本检测仪停止工作，无法检测甲烷和气体浓度，从而对工作人员的生命安全造成威胁。

附图说明

图1为本发明一种多功能气体浓度检测仪的系统原理框图。

图2为本发明一种多功能气体浓度检测仪的甲烷测量原理图。

图3为本发明一种多功能气体浓度检测仪的一氧化碳探头处理电路。

图4为本发明一种多功能气体浓度检测仪的nRF2401通信应用电路。

图5为本发明一种多功能气体浓度检测仪的系统软件流程设计图。

具体实施方式