过渡舱多参数传感器的制作方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：过渡舱多参数传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及仪器技术领域，尤其涉及一种煤矿和非煤矿山井下移动救生舱(或固定避难硐室)的过渡舱多参数传感器。
背景技术：
目前，在煤矿和非煤矿山领域应用比较广泛的甲烷(CH4)传感器、一氧化碳(CO) 传感器、二氧化碳(CO2)传感器、氧气(O2)传感器都是独立传感器，每个传感器装置测量一种气体浓度，具备LED显示和通信串口，在该领域的安全监控系统中发挥了巨大作用。然而，在煤矿和非煤矿山井下紧急避险系统中起重要作用的移动救生舱和固定避难硐室中应用就存在以下问题1、多个传感器需在有限空间里合理安装，成本高。2、传感器接口数量多，功耗大。3、传感器的测量精度和可靠性低。因此，如何创设一种过渡舱多参数传感器(测量CO、CO2, CH4, O2)，且能减少体积、减轻重量、安装维护及校准方便、双处理器工作、串口传输数据、稳定精确的测量精度和高的可靠性，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种过渡舱多参数传感器，可利用一个多参数传感器测量CO、CO2, CH4, O2浓度，解决单个传感器体积较大、重量较重、接口多和功耗大的缺点，同时安装维护和校准方便，确保测量精度和可靠性。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种过渡舱多参数传感器，其包括多个传感器，分别采集C0、C02、CH4、A的浓度数据；微弱信号放大处理�？椋涞缧粤佑谒龆喔龃衅鳎⒍运龆喔龃衅鞑杉腃o、 CO2, CH4, O2浓度数据进行放大处理；主从式双处理�？椋芍鞔砥骱痛哟砥髯槌桑鲋鞔邮剿砟？橥ü涌诹佑谒鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？椋糜诮邮站鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？榉糯蟮腃O、CO2, CH4, 022浓度数据并进行处理；通信�？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱鐾ㄐ拍？榻邮站鲋鞔邮剿砟？榇砗蟮腃O、CO2、CH4、 O2浓度数据；显示�？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱鱿允灸？榻邮账鲋鞔邮剿砟？榉⑺偷闹噶畈⑾允荆恍Ｗ寄？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱糜谛Ｗ妓龆喔龃衅骱退鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？椋灰约巴饪墙峁�。本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述传感器分别为CO传感器、CO2传感器、CH4传感器、O2传感器。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述多个传感器和所述微弱信号放大处理�？榧捎谝桓龅缏钒迳�。
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前述的过渡舱多参数传感器，其中所述通信�？榫弑窻S232/RS485串口、CAN总线接口，当上位计算机要求获取数据命令时，，通信�？榘垂娑ㄐ榻邮盏腃O、CO2、CH4、O2浓度数据传输到上位计算机。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述显示模块为IXD显示屏。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述从处理器对所述主处理器进行心跳检测，若所述从处理器发现所述主处理器发生故障，则所述从处理器取代所述主处理器工作。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述显示�？楹屯饪墙峁咕辣峁埂Ｇ笆龅墓刹斩嗖问衅鳎渲兴鱿允灸？榈男Ｗ挤绞轿谙咝Ｗ�。前述的过渡舱多参数传感器，其中所述校准方式还可为脱机校准。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明过度舱多参数传感器至少具有下列优点及有益效果1、将四种(CO、CO2, CH4, O2)不同检测原理的传感器和微弱信号放大处理�？榧稍谝桓龅缏钒迳希晌刹斩嗖问衅鞯暮诵牟考ü涌诤椭鞔邮酱砟？榱雍螅浜舷允灸？�、通信�？楹托Ｗ寄？樽槌刹饬坎问�、精度高、重量轻、体积小、功耗低、易安装的过渡舱多参数传感器。2、利用在线和脱机校准方式，保障过渡舱多参数传感器的测量精度准确稳定。3、主从式处理�？樘岣吡斯刹斩嗖问衅鞯目煽啃院褪褂檬倜�。4、显示�？楹屯饪墙峁咕哂蟹辣δ埽浯谑萃ㄐ诺目垢扇判阅鼙Ｕ狭司露窳踊肪持惺莶杉痛�。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

图1为本发明过渡舱多参数传感器的结构图；图2为本发明过渡舱多参数传感器的工作流程图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的过度舱多参数传感器其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图1所示，为本发明过渡舱多参数传感器的结构图，过渡舱多参数传感器包括多个传感器1、微弱信号放大处理�？�2、主从式处理�？�3、通信�？�4、显示�？�5、校准�？�6以及外壳结构(图中未示出)，在本发明中，过渡舱也可称为过渡室。上述的多个传感器1分别为CO传感器11、C02传感器12、CH4传感器13、02传感器 14，多个传感器1采集CO、CO2, CH4, O2浓度数据的传感器，并电性连接于微弱信号放大处理模块2，它与微弱信号放大处理�？�2集成于一个电路板上，设置于一个金属盒中，成为过渡舱多参数传感器的核心部件，经传感器1采集的C0、C02、CH4、A浓度数据送入微弱信号放大处理�？�2进行放大。
上述的主从式处理模块3，通过接口与微弱信号放大处理�？�2连接，接收经微弱信号放大处理�？�2放大的CO、CO2, CH4, O2浓度数据并进行采用、数字滤波和数据处理，主从式处理�？�3由主处理器31和从处理器32组成，主处理器31和从处理器32都嵌入了操作系统和数据采集应用软件，在本发明工作时，一般情况下由主处理器31工作，从处理器32对主处理器31进行心跳检测，如发现主处理器31故障则从处理器32取代主处理器 31工作。此外，主处理器31和从处理器32都有看门狗管理功能，在此主从式处理�？�2解决了在恶劣环境下若一个处理器出现故障则另一个处理器继续进行工作的问题。上述的通信�？�4，通过接口与主从式处理模块3连接，接收经主从式处理�？�3 利用操作系统和数据采集应用软件进行处理后的CO、CO2, CH4, O2浓度数据，在本发明中，通信�？�4具备RS232/RS485串口、CAN总线接口，当上位计算机要求获取数据命令时，通信模块4按规定协议将接收的CO、C02、CH4、02浓度数据传输到上位计算机，即通过RS232/ RS485串口、CAN总线接口传输到移动救生舱或固定避难硐室的监测控制系统。上述的显示�？�5，通过接口与主式从处理�？�3连接，在本发明中，显示�？�5 可为LCD显示屏，用于接收主从式处理�？�3发送的指令并显示，具体为可全屏/单独显示 CO、CO2, CH4, O2浓度数值以及校准过程信息。上述的校准模块6，通过接口与主从式处理模块3连接，用于校准多个传感器1和微弱信号放大处理模块2，在本发明中，过渡舱多参数传感器可以在线校准，也可脱机校准，在线校准时，校准�？�6通过红外遥控器辅助对CO、CO2, CH4, O2分别先用氮气校正零点，然后再用CO、CO2, CH4, O2标准气校准量程，同时还校准微弱信号放大处理�？�2的电路参数；脱机校准时，操作人员先将多个传感器1和微弱信号放大处理模块2集成于一个金属盒中从过渡舱多参数传感器里取出，放到专门的校准设备中，利用红外�？仄鞫远喔龃衅鞣⒊雒罱邢喙匦Ｗ疾僮鳎斯じ鳦O、CO2, CH4, O2传感器接入氮气后发出校零命令，校零完成进行校量程，人工给C0、C02、CH4、02传感器接入C0、C02、CH4、02标准气后发出校量程命令，直到校准过程结束，还可校准微弱信号放大处理�？�2的电路参数。上述的外壳结构和IXD显示屏均为防爆结构。请参阅图2所示，为本发明过渡舱多参数传感器的工作流程图，具体工作过程如下Si.过渡舱多参数传感器开机，系统初始化OXD显示、通信串口、开关量和模拟量接口)；S2.多个传感器采集CO、CO2, CH4, O2浓度数据；S3.主从式处理�？槔貌僮飨低澈筒杉萑砑跃⑷跣藕欧糯蟠砟？榉糯蠛蟮腃O、CO2, CH4, O2浓度数据进行采用、数字滤波和数据处理后，发送给显示�？楹屯ㄑ赌？椋琁XD显示屏显示实测CO、CO2, CH4, O2浓度数值，若通信�？榻邮盏缴衔患扑慊袢∈菝睿虬袰O、CO2, CH4, O2浓度数据按指定的通信协议传输到上位计算机；S4.判读是否有校准请求命令，若没有则转到S2执行；若有则进一步判断校准方式？若为脱机校准转到S5，在线校准转到S6 ；S5.关机，卸下需校准的多个传感器和微弱信号放大处理模块集成的电路板，换上已校准好的多个传感器和微弱信号放大处理�？榧傻牡缏钒澹恢匦鹿ぷ髯絊i。S6.操作人员利用红外�？仄鞫訡O、CO2, CH4, O2传感器发出命令进行相关校准操作，人工给0)、0)2、014、02传感器接入氮气后发出校零命令，校零完成进行校量程，LCD显示相关数据；S7.人工给C0、C02、CH4、A传感器接入标准气后发出校量程命令，直到校准过程结束，IXD显示相关数据；S8.校准微弱信号放大处理电路参数；S9.完成后关机；重新工作转到Si。归纳上述，本发明过渡舱多参数传感器，可获得下述的功效及优点1、将四种(CO、CO2, CH4, O2)不同检测原理的传感器和微弱信号放大处理�？榧稍谝桓龅缏钒迳希晌刹斩嗖问衅鞯暮诵牟考ü涌诤椭鞔邮酱砟？榱雍螅浜舷允灸？椤⑼ㄐ拍？楹托Ｗ寄？樽槌刹饬坎问�、精度高、重量轻、体积小、功耗低、易安装的过渡舱多参数传感器。2、利用在线和脱机校准方式，保障过渡舱多参数传感器的测量精度准确稳定。3、主从式处理�？樘岣吡斯刹斩嗖问衅鞯目煽啃院褪褂檬倜�。4、显示�？楹屯饪墙峁咕哂蟹辣δ埽浯谑萃ㄐ诺目垢扇判阅鼙Ｕ狭司露窳踊肪持惺莶杉痛�。本发明过渡舱多参数传感器可在煤矿和非煤矿山井下移动救生舱(或固定避难硐室)过渡舱(或过渡室)中实时采集CO、CO2、CH4、O2浓度数据，并传输到移动救生舱(或固定避难硐室)的监测控制系统(即上位计算机)，其在线和脱机校准方式能保持高的测量精度和稳定性，双处理器工作方式保障了过渡舱(或过渡室)多参数传感器的可靠性，其通信抗干扰性能和结构的防爆性能确保该装置在煤矿和非煤矿山井下紧急避险系统的应用，具有良好的发展空间。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种过渡舱多参数传感器，其特征在于其包括多个传感器，分别采集CO、CO2, CH4, O2的浓度数据；微弱信号放大处理�？椋涞缧粤佑谒龆喔龃衅鳎⒍运龆喔龃衅鞑杉腃 CO、CO2, CH4, O2浓度数据进行放大处理；主从式双处理�？椋芍鞔砥骱痛哟砥髯槌桑鲋鞔邮剿砟？橥ü涌诹佑谒鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？椋糜诮邮站鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？榉糯蟮腃O、CO2, CH4, O2浓度数据并进行处理；通信�？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱鐾ㄐ拍？榻邮站鲋鞔邮剿砟？榇砗蟮腃O、CO2, CH4, O2浓度数据；显示�？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱鱿允灸？榻邮账鲋鞔邮剿砟？榉⑺偷闹噶畈⑾允荆恍Ｗ寄？椋渫ü涌谟胨鲋鞔邮剿砟？榱樱糜谛Ｗ妓龆喔龃衅骱退鑫⑷跣藕欧糯蟠砟？椋灰约巴饪墙峁埂�
2.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述传感器分别为CO 传感器、CO2传感器、CH4传感器、O2传感器。
3.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述多个传感器和所述微弱信号放大处理�？榧捎谝桓龅缏钒迳稀�
4.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述通信�？榫弑� RS232/RS485串口、CAN总线接口，当上位计算机要求获取数据命令时，，通信�？榘垂娑ㄐ榻邮盏腃O、CO2, CH4, O2浓度数据传输到上位计算机。
5.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述显示�？槲狶CD 显示屏。
6.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述从处理器对所述主处理器进行心跳检测，若所述从处理器发现所述主处理器发生故障，则所述从处理器取代所述主处理器工作。
7.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述显示�？楹屯饪墙峁咕辣峁�。
8.根据权利要求1所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述显示�？榈男Ｗ挤绞轿谙咝Ｗ�。
9.根据权利要求8所述的过渡舱多参数传感器，其特征在于其中所述校准方式还可为脱机校准。
全文摘要
本发明是有关一种过渡舱多参数传感器，包括多个传感器、微弱信号放大处理�？椤⒅鞔邮酱砟？�、通信�？�、显示模块、校准�？橐约巴饪墙峁�。本发明可安装在过渡舱内，实时采集舱内CO、CO2、CH4、O2气体浓度数据，通过RS232/RS485串口、CAN总线接口传输到移动救生舱和固定避难硐室的监测控制系统，对多个传感器的校准有在线校准和脱机校准两种方式，一次校准CO、CO2、CH4、O2的零点和量程，还可校准微弱信号放大处理电路参数，主从式处理模块保障了本发明的稳定性和可靠性，显示�？楹头辣峁雇饪鞘共僮鞣奖惆踩＝饩隽丝笊骄乱贫壬赵诠刹沼邢薜目占淠诎沧岸喔龃衅骷笆荽浣涌诙嗟奈侍�。
文档编号G01N33/00GK102279244SQ20111012125
公开日2011年12月14日申请日期2011年5月10日优先权日2011年5月10日
发明者武越申请人:中安金力(北京)安全生产技术研究院

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过渡舱多参数传感器的制作方法