專(zhuān)利名稱(chēng)：一種總線式可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測(cè)裝置，具體地說(shuō)是一種實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃?xì)怏w 的濃度檢測(cè)和報(bào)警顯示功能的總線式可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置及其控制方 法。在工業(yè)生產(chǎn)和曰常生活中，經(jīng)常使用各種可燃?xì)怏w，為保證生命財(cái)產(chǎn) 安全，在涉及使用可燃?xì)怏w的場(chǎng)合，通常需要對(duì)可燃?xì)怏w的濃度進(jìn)行監(jiān)控。 在一些重要的區(qū)域需要對(duì)可燃?xì)怏w的濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，監(jiān)測(cè)其不超過(guò)臨 界值，以保證曰常生產(chǎn)生活的安全。目前常用的可燃?xì)怏w探測(cè)器主要分為手持式探測(cè)器，單點(diǎn)式探測(cè)器， 多點(diǎn)式探測(cè)器。手持式探測(cè)器主要應(yīng)用于進(jìn)行日常安全生產(chǎn)維護(hù)、維修工 作。單點(diǎn)式探測(cè)器主要應(yīng)用于單一區(qū)域的監(jiān)測(cè)，多用于家庭。多點(diǎn)式主要 用于大區(qū)域的監(jiān)測(cè)，在工業(yè)生產(chǎn)或大面積的民用建筑中使用。但是當(dāng)檢測(cè) 區(qū)域面積很大時(shí)，多點(diǎn)式探測(cè)器由于對(duì)每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)安裝檢測(cè)器件時(shí)都需 要單獨(dú)布線，使安裝布線的工作量和材料消耗量隨檢測(cè)點(diǎn)的增加而急劇增 大，并且調(diào)試工作非常繁瑣。發(fā)明內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中使用探測(cè)器時(shí)安裝布線工作量大、材料消耗量 隨檢測(cè)點(diǎn)的增加而急劇增大、且調(diào)試工作非常繁瑣的不足，本發(fā)明的目的 在于提供一種準(zhǔn)確、安全并可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)的總線式可燃?xì)怏w濃度檢測(cè) 裝置及其控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明裝置包括氣體濃度檢測(cè)部分，與控制部分的檢測(cè)輸入端相連，用于檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度；控制部分，包括微處理器，其接收氣體濃度檢測(cè)部分的檢測(cè)信號(hào)， 輸出至顯示部分及報(bào)警部分，微處理器中存有控制程序；顯示部分，與控 制部分的顯示輸出端相連，顯示可燃?xì)怏w濃度探測(cè)器的狀態(tài)信息、可燃?xì)?體濃度檢測(cè)結(jié)果和報(bào)警信息；操作部分，與控制部分的操作輸入端相連， 用于輸入控制命令或設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；報(bào)警輸出部分，具有聲音報(bào)警裝置， 通過(guò)光電耦合器接至微處理器的報(bào)警輸出端；總線接口部分，具有總線通 訊模塊，其將控制部分中微處理器的信息發(fā)送到總線上，用于分布式連接， 組成總線網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)器，通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。 所述氣體濃度檢測(cè)部分包括檢測(cè)探頭，與電源模塊和第2電阻構(gòu)成的恒流源相連；A7D轉(zhuǎn)換器， 接收檢測(cè)探頭的輸入信號(hào)，輸出至微處理器的檢測(cè)輸入端；第1電阻，連接于第2電阻與檢測(cè)探頭的供電端之間，第1電阻ROl的兩端與A/D轉(zhuǎn)換 器的兩個(gè)輸入端相連；第3、4電阻，二者串聯(lián)后與檢測(cè)探頭的檢測(cè)端并聯(lián)， 第3電阻的兩端分別接至A/D轉(zhuǎn)換器的另兩個(gè)輸入端。所述顯示部分包括: 狀態(tài)顯示部分，為一組發(fā)光二極管，通過(guò)鎖存器接至微處理器的一組顯示 輸出端；信息顯示部分，為一顯示模塊，接至微處理器U1的另一顯示輸出 端，用于顯示濃度檢測(cè)結(jié)果、報(bào)警詳細(xì)信息、探測(cè)器的標(biāo)定信息、檢測(cè)模 式的設(shè)定信息。所述報(bào)警部分還包括外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備，控制部分的報(bào)警輸出 端通過(guò)繼電轉(zhuǎn)換裝置接至外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制回路。所述操作部分為輸入 鍵盤(pán)，鍵面設(shè)有貼片式接近開(kāi)關(guān)，用于選擇檢測(cè)模式，設(shè)定報(bào)警上限下限, 檢測(cè)探頭的標(biāo)定，實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)定及總線模式的設(shè)定。本發(fā)明控制方法包括以下步驟對(duì)裝置進(jìn)行初始化；檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度；隨時(shí)與上位中央控制器進(jìn)行串行通訊。其中所述檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度包括計(jì)算檢測(cè)探頭的供電電流^/Ro,,其中Rm為連接于恒流源與檢測(cè)探頭 的供電端之間的第1電阻，^為第1電阻兩端的電壓；根據(jù)供電電流及￡2的變化計(jì)算檢測(cè)探頭的檢測(cè)電阻阻值變化，其中， ￡2為檢測(cè)探頭檢測(cè)端的分壓；在數(shù)據(jù)表中査找阻值變化對(duì)應(yīng)的被測(cè)氣體濃 度；判斷氣體濃度是否超限； 若不超限，則開(kāi)始下一次的檢測(cè)。當(dāng)判斷氣體濃度超限時(shí)報(bào)警；將報(bào)警的時(shí)間及可燃?xì)怏w濃度信息寫(xiě)入 存儲(chǔ)器中，通過(guò)觸發(fā)相應(yīng)的繼電轉(zhuǎn)換裝置啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備。 所述被測(cè)氣體濃度通過(guò)以下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 5</formula>其中Ro3、 Ro4為二者串聯(lián)后再與檢測(cè)探頭的檢測(cè)端并聯(lián)的第3、 4電 阻；Ra、 Rb為檢測(cè)探頭電橋中的電阻；k為檢測(cè)探頭系數(shù)。所述與上位中央控制器進(jìn)行串行通訊包括以下步驟當(dāng)中央控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在微處理器中觸發(fā)串行中斷，微處 理器進(jìn)入串行中斷程序；微處理器從其接收區(qū)寄存器讀取數(shù)據(jù)，然后判斷接收的數(shù)據(jù)是否是數(shù) 據(jù)幀報(bào)頭；
如上述判斷結(jié)果為是，則判斷接收的數(shù)據(jù)幀中站地址是否與此站地址 相同；如上述判斷結(jié)果為相同，則對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確；如上述判斷結(jié)果為正確，則執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)幀中總線數(shù)據(jù)命令，向中 央控制器返回應(yīng)答數(shù)據(jù)，退出中斷處理程序。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w濃度的網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)。本發(fā)明可在現(xiàn)場(chǎng)分布式布置，安 裝于不同現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)裝置通過(guò)串行總線與中央控制器進(jìn)行通訊，安裝簡(jiǎn)單, 連接方便，成本低，便于集中監(jiān)控；2. 測(cè)量精度高。本發(fā)明裝置及方法中氣體濃度檢測(cè)部分釆用高精度 A/D轉(zhuǎn)換器將檢測(cè)探頭的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)給微處理器，經(jīng)過(guò)計(jì)算 或查找數(shù)據(jù)表得出可燃?xì)怏w濃度值，檢測(cè)精度高，不易受現(xiàn)場(chǎng)的干擾，檢 測(cè)結(jié)果可靠性高，穩(wěn)定性好；3. 防爆性能高。本發(fā)明裝置輸入?yún)?shù)時(shí)使用非接觸鍵盤(pán)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 和標(biāo)定時(shí)不用打開(kāi)可燃?xì)怏w探測(cè)器的防爆外殼，因此安全、防爆；4. 具有外部聯(lián)動(dòng)功能。本發(fā)明可通過(guò)輸入鍵盤(pán)自定義可燃?xì)怏w濃度報(bào) 警的上限和下限，氣體濃度超過(guò)報(bào)警上限后，自動(dòng)啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備處理 現(xiàn)場(chǎng)緊急情況；5. 顯示的信息量大，查詢方便。本發(fā)明顯示部分釆用LED指示燈和 LCD液晶顯示屏結(jié)合，氣體濃度超限報(bào)警，探測(cè)元件失效，總線數(shù)據(jù)校驗(yàn) 錯(cuò)誤等設(shè)備故障均能檢測(cè)，有明顯聲光報(bào)警信號(hào)，并能實(shí)時(shí)記錄故障類(lèi)型和故障發(fā)生時(shí)間，便于觀察，方便查詢；6. 使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明釆用催化燃燒檢測(cè)探頭，對(duì)于種類(lèi)繁多的可燃性氣體有敏銳的反應(yīng)，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)實(shí)耐用，對(duì)于極端惡劣的氣候及毒 氣有很強(qiáng)的耐受力。圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明電路原理圖；圖3為本發(fā)明裝置的一個(gè)實(shí)施例示意圖；圖4為本發(fā)明方法示意圖；圖5為本發(fā)明檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度流程圖； 圖6為本發(fā)明裝置初始化流程圖； 圖7為本發(fā)明串行通訊流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 如圖l、圖2所示，本發(fā)明由以下部分組成氣體濃度檢測(cè)部分，包括檢測(cè)探頭U17,與電源模塊U12和第2電
阻R02構(gòu)成的恒流源相連，本實(shí)施例釆用催化燃燒檢測(cè)探頭U17和高精度 A/D轉(zhuǎn)換器U3，輸出信號(hào)接至控制部分，用于檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度，其電阻 阻值與氣體濃度成線性變化；第l電阻ROl,連接于第2電阻R02與檢測(cè) 探頭U17的供電端之問(wèn)，第l電阻ROl的兩端與A/D轉(zhuǎn)換器U3的兩個(gè)輸 入端(本實(shí)施例為A/D轉(zhuǎn)換器U3的第3、 4輸入管腳AIN3、 AIN4)相連； 第3、 4電阻R03、 R04, 二者串聯(lián)后與檢測(cè)探頭U17的檢測(cè)端并聯(lián)，第3 電阻R03的兩端分別接至A/D轉(zhuǎn)換器U3的另兩個(gè)輸入端(本實(shí)施例為A/D 轉(zhuǎn)換器U3的第1、 2輸入管腳AIN1、 AIN2), A/D轉(zhuǎn)換器U3的輸出端與 控制部分的微處理器U1的檢測(cè)輸入端相連?？刂撇糠?，是本發(fā)明的核心部分，釆用微處理器Ul(由單片機(jī)89c51rd2 構(gòu)成)，配置有看門(mén)狗U6 (釆用MAX813L芯片)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大加 強(qiáng)，其檢測(cè)輸入端及操作輸入端分別與氣體濃度檢測(cè)部分和操作部分相連， 顯示輸出端及報(bào)警輸出端分別與顯示部分及報(bào)警輸出部分相連，用于輸入 控制參數(shù)及命令、氣體濃度檢測(cè)，氣體濃度計(jì)算、顯示報(bào)警的控制；還配 置有存儲(chǔ)器，本實(shí)施例采用閃存U8，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器U1相連， 用于掉電時(shí)存儲(chǔ)報(bào)警參數(shù)和故障記錄。顯示部分包括狀態(tài)顯示部分及信息顯示部分，其中狀態(tài)顯示部分為一 組發(fā)光二極管即指示燈LED1 LED4，通過(guò)鎖存器U9接至微處理器Ul的 一組顯示輸出端，作為狀態(tài)顯示，使系統(tǒng)的狀態(tài)一目了然，如電源指示， 故障指示，報(bào)警指示等。信息顯示部分，為一顯示模塊Ull (本實(shí)施例采 用LCD液晶顯示屏)，接至微處理器U1另一顯示輸出端，用于顯示可燃?xì)?體濃度的檢測(cè)結(jié)果、報(bào)警詳細(xì)信息、氣體濃度檢測(cè)部分的標(biāo)定信息、檢測(cè) 模式的設(shè)定信息等內(nèi)容。報(bào)警輸出部分，具有聲音報(bào)警裝置(本實(shí)施例采用蜂鳴器BELL),通 過(guò)光電耦合器U18接至微處理器U1的報(bào)警輸出端；報(bào)警輸出部分還包括 外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備，控制部分的報(bào)警輸出端通過(guò)繼電轉(zhuǎn)換裝置接至外部聯(lián)動(dòng)設(shè) 備的控制回路。本實(shí)施例中，外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備是指排氣扇、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、 消防水泵或安裝于可燃?xì)怏w管路中的電磁閥等，控制部分的報(bào)警輸出端通 過(guò)繼電轉(zhuǎn)換裝置(本實(shí)施例通過(guò)第1~4固態(tài)繼電器U13 U16)接至外部聯(lián) 動(dòng)設(shè)備的控制回路，由微處理器U1輸出信號(hào)控制其通斷，用于當(dāng)氣體濃度 超限后啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備。操作部分，為輸入鍵盤(pán)，本實(shí)施例為第1 4輸入鍵盤(pán)KB1 ICB4,釆用 與控制部分操作輸入端相連的非接觸輸入鍵盤(pán)，其鍵面設(shè)有貼片式接近開(kāi) 關(guān)，使用鐵磁棒控制，實(shí)現(xiàn)非接觸式的鍵盤(pán)輸入，提高了在具有可燃?xì)怏w 的場(chǎng)所用電的安全性。操作者可選擇檢測(cè)模式，設(shè)定報(bào)警上限下限，檢測(cè)探頭的標(biāo)定，實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)定及總線模式的設(shè)定等功能，其中第1輸入鍵 盤(pán)KB1為菜單鍵，第2輸入鍵盤(pán)KB2為增加鍵，第3輸入鍵盤(pán)KB3為減 少鍵，第4輸入鍵盤(pán)KB4為確認(rèn)鍵。
總線接口部分，采用RS-485串行總線接口，將微處理器的信息發(fā)送到 RS-485串行總線上，用于分布式連接，組成總線網(wǎng)絡(luò)。如圖3所示，微處理器U1的串行通訊口與總線通訊模塊U4相連，將 微處理器U1作為總線的從站連接到總線上，實(shí)現(xiàn)主站(中央控制器)對(duì)從 站(本發(fā)明裝置)的數(shù)據(jù)通訊，可實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w濃度的網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)。本發(fā)明裝置將檢測(cè)探頭安裝于裝置內(nèi)部，整體安裝于一防爆外殼中， 在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，只需將本發(fā)明裝置固定在現(xiàn)場(chǎng)要檢測(cè)的位置即可。然后連 接總線線纜，接通電源，將外部聯(lián)動(dòng)接點(diǎn)(即固態(tài)繼電器的輸出端)連接 于外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制回路中。安裝后第一次使用時(shí)需通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定總線 數(shù)據(jù)格式、地址、波特率等信息，設(shè)定本地的外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備后即可工作。 在正常工作時(shí)，實(shí)時(shí)循環(huán)檢測(cè)氣體濃度，將檢測(cè)結(jié)果顯示在液晶屏上，并 通過(guò)總線將信息上傳到中央控制器中。當(dāng)氣體濃度超過(guò)設(shè)定界限時(shí)，探測(cè) 器將在本地發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，按設(shè)定(可在鍵盤(pán)上操作，在顯示屏上有 菜單)啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備，將報(bào)警信息存儲(chǔ)在本發(fā)明裝置內(nèi)部的FLASH ROM中，并發(fā)送到中央控制器。 一臺(tái)中央控制器可以通過(guò)串行總線掛接多 個(gè)本發(fā)明裝置，由中央控制器實(shí)行集中管理，安裝簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)監(jiān) 測(cè)，可在大區(qū)域內(nèi)完成氣體濃度的檢測(cè)、報(bào)警。本裝置可以通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器U3檢測(cè)到的電壓￡2來(lái)判斷檢測(cè)探頭 是否失效，當(dāng)￡2正常，^檢測(cè)到正極大值時(shí)，為檢測(cè)探頭斷路，￡,出現(xiàn)負(fù) 極大值時(shí)，檢測(cè)探頭短路。本發(fā)明裝置的工作原理如下檢測(cè)探頭U17采用催化燃燒檢測(cè)探頭，用于檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度，其電 阻阻值與氣體濃度成線性變化；當(dāng)檢測(cè)探頭U17的檢測(cè)電阻11*隨氣體濃度 變化時(shí)，產(chǎn)生電壓差通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器U3轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送至微處理器Ul 檢測(cè)輸入端，實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測(cè)；當(dāng)檢測(cè)到的可燃?xì)怏w濃度超限后，接 于微處理器U1報(bào)警輸出端的報(bào)警輸出部分的蜂鳴器BELL發(fā)聲進(jìn)行超限報(bào) 警，接于微處理器U1顯示輸出端的狀態(tài)顯示部分中的指示燈發(fā)光報(bào)警，同 時(shí)還可啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備，如消防水泵，鼓風(fēng)機(jī)(正壓給風(fēng)風(fēng)機(jī))等，及 時(shí)對(duì)可燃性氣體超濃度現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。掉電時(shí)報(bào)警器的參數(shù)、報(bào)警和故障 的記錄以及報(bào)警(或故障)的發(fā)生時(shí)間記錄于閃存(FLASH ROM ) U8中。如圖4所示，本發(fā)明控制方法由存儲(chǔ)于微處理器Ul中的控制程序?qū)崿F(xiàn)， 主要包括以下步驟對(duì)裝置進(jìn)行初始化；檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度；隨時(shí)與上位 中央控制器進(jìn)行串行通訊。其中檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度如圖5所示，具體為A. 裝置上電進(jìn)行初始化；B. 檢測(cè)第1電阻Rm兩端(即A點(diǎn)和B點(diǎn)兩端)的電壓￡,,計(jì)算檢 測(cè)探頭U17的供電電流，即流過(guò)第1電阻Ro,的電流。具體為通過(guò)A/D轉(zhuǎn) 換器U3第2通道(由第3、 4輸入管腳AIN3、 AIN4構(gòu)成的差分輸入通道)
檢測(cè)第1電阻R(n兩端的電壓^,計(jì)算通過(guò)第1電阻Rm的電流101 = (1)C.檢測(cè)檢測(cè)探頭U17兩端的電勢(shì)差U2，根據(jù)供電電流Io,及&的變 化計(jì)算檢測(cè)探頭U17的檢測(cè)電阻R1且值變化，其中，￡2為檢測(cè)探頭U17 檢測(cè)端的分壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器U3第1通道(由第l、 2管腳管腳AIN1、 AIN2構(gòu)成的差分輸入通道)測(cè)量檢測(cè)得到。具體為設(shè)檢測(cè)探頭U17供電 端(即B點(diǎn)與C點(diǎn)兩端)的電壓為則可得流過(guò)檢測(cè)探頭U17的電流為I17 = ￡0/(Ra+Rb)+ &/(Ra+R*) ( 2 )其中Ra、 Rb分別為檢測(cè)探頭U17的電橋電阻。 設(shè)檢測(cè)探頭U17檢測(cè)端(即D點(diǎn)和E點(diǎn)兩端)的電壓為￡3:￡3 = ￡0 x Ra/(Ra+Rb) x Ra/(Ra+R*) ( 3 )對(duì)于第3電阻R03兩端(即F點(diǎn)和E點(diǎn)兩端)的電壓為&:￡2 =3 x Ro3,(Ro3+R^4) ( 4 )由于101=117，所以^/Ro, = ￡0/(Ra+Rb)+ ￡0/(Ra+R*) ( 5 )由式(3)、 (4)、 (5)得出檢測(cè)結(jié)果公式<formula>formula see original document page 9</formula>
(6)R03RaD. 在數(shù)據(jù)錄中疊找阻值變化對(duì)應(yīng)的衩測(cè)氣體濃度從閃存U8中讀取 數(shù)據(jù)表，根據(jù)檢測(cè)電阻R*的變化值在數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)出氣體濃度并顯示在液 晶顯示屏上；E. 判斷氣體濃度是否超限當(dāng)氣體濃度超限時(shí)，激活報(bào)警指示燈，打 開(kāi)蜂鳴器，將報(bào)警的時(shí)間及氣體濃度等信息寫(xiě)入FLASH ROM中，觸發(fā)外部聯(lián)動(dòng)接點(diǎn)。F. 如上述判斷結(jié)果為不超限，則開(kāi)始下一次的檢測(cè)。G. 如上述判斷結(jié)果為超限時(shí)，激活報(bào)警指示燈，打開(kāi)蜂鳴器BELL, 將報(bào)警的時(shí)間及可燃?xì)怏w濃度信息寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，通過(guò)觸發(fā)相應(yīng)的繼電轉(zhuǎn) 換裝置啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備?？扇?xì)怏w濃度可以不通過(guò)步驟E查表得到，而是根據(jù)計(jì)算公式4) =kxR其中cj)為被測(cè)氣體濃度；k為探測(cè)探頭的系數(shù)； 由式(6)、 (7)得被測(cè)氣體的濃度為<formula>formula see original document page 9</formula> 如圖6所示，裝置上電初始化具體為，首先初始化時(shí)鐘模塊U2，從閃 存(FLASH ROM) U8中讀取本裝置通訊信息及檢測(cè)測(cè)探頭的標(biāo)定信息， 再初始化液晶顯示屏，最后初始化A/D轉(zhuǎn)換器U3，設(shè)定其檢測(cè)模式及比例 放大增益。如圖7所示，串行通訊流程具體為當(dāng)中央控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在微處理器U1中觸發(fā)串行中斷，微 處理器Ul進(jìn)入串行中斷程序；微處理器U1從其接收區(qū)寄存器讀取數(shù)據(jù)，然后判斷接收的數(shù)據(jù)是否是 數(shù)據(jù)幀報(bào)頭；如上述判斷結(jié)果為是，則判斷接收的數(shù)據(jù)幀中站地址是否與此站地址相同；.如上述判斷結(jié)果為相同，則對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確；如上述判斷結(jié)果為正確是，則執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)幀中總線數(shù)據(jù)命令，向 中央控制器返回應(yīng)答數(shù)據(jù)，退出中斷處理程序。
權(quán)利要求
1. 一種總線式可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置，其特征在于包括氣體濃度檢測(cè)部分，與控制部分的檢測(cè)輸入端相連，用于檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度；控制部分，包括微處理器(U1)，其接收氣體濃度檢測(cè)部分的檢測(cè)信號(hào)，輸出至顯示部分及報(bào)警部分，微處理器(U1)中存有控制程序；顯示部分，與控制部分的顯示輸出端相連，顯示可燃?xì)怏w濃度探測(cè)器的狀態(tài)信息、可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)結(jié)果和報(bào)警信息；操作部分，與控制部分的操作輸入端相連，用于輸入控制命令或設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；報(bào)警輸出部分，具有聲音報(bào)警裝置，通過(guò)光電耦合器(U18)接至微處理器(U1)的報(bào)警輸出端；總線接口部分，具有總線通訊模塊(U4)，其將控制部分中微處理器(U1)的信息發(fā)送到總線上，用于分布式連接，組成總線網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)器，通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器(U1)相連。
2. 按權(quán)利要求1所述可燃?xì)怏w濃度檢須搽置，其特征在于所述氣體濃度檢 測(cè)部分包括檢測(cè)探頭(U17),與電源模塊(U12)和第2電阻(R02)構(gòu)成的恒流源相連；A/D轉(zhuǎn)換器(U3)，接收檢觀'撒頭(U17)的輸入信號(hào)，輸出至微處理器(U1)的檢測(cè)輸入端；第1電阻(R01),連接于第2電阻(R02)與檢測(cè)探頭(U17)的供電端之 間，第1電阻ROl的兩端與A/D轉(zhuǎn)換器(U3)的兩個(gè)輸入端相連；第3、 4電阻(R03、 R04)， 二者串聯(lián)后與檢測(cè)探頭(U17)的檢測(cè)端并聯(lián)， 第3電阻(R03)的兩端分別接至A/D轉(zhuǎn)換器(U3)的另兩個(gè)輸入端。
3. 按權(quán)利要求1所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置，其特征在于所述顯示部^括狀態(tài)顯示部分，為一組發(fā)光二極管，通過(guò)鎖存器(U9)接至微處理器(Ul) 的一組顯示輸出端；信息顯示部分，為一顯示模塊(Ull),接至微處理激U1)的另一顯示輸出端, 用于顯示濃度檢觀峰果、報(bào)警詳細(xì)信息、探測(cè)器的標(biāo)定信息、檢測(cè)模式的設(shè)定信 息。
4. 按權(quán)利要求1所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置，其特征在于所述報(bào)警部分 還包括外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備，控制部分的報(bào)警輸出端通過(guò)繼電轉(zhuǎn)換裝置接至外部聯(lián)動(dòng)設(shè) 備的控制回路。
5. 按權(quán)利要求1所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置，其特征在于所述操作部分為輸入鍵盤(pán)，鍵面設(shè)有貼片式接近開(kāi)關(guān)，用于選擇檢測(cè)模式，設(shè)定報(bào)警上限下限， 檢測(cè)探頭的標(biāo)定，實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)定及總線模式的設(shè)定。
6. —種可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟 對(duì)裝置進(jìn)行初始化；檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度；隨時(shí)與上位中央控制器進(jìn)行串行通訊。
7. 按權(quán)利要求6所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置的控制方法，其特征在于檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度包括.-計(jì)算檢測(cè)探頭(U17)的供電電流6/R(H，其中Ro,為連接于恒流源與檢測(cè)探 頭(U17)的供電端之間的第l電阻，6為第1電阻(Rd)兩端的電壓；根據(jù)供電電流及￡2的變化計(jì)算檢測(cè)探頭(U17)的檢測(cè)電阻(W )阻值變化, 其中，￡2為檢測(cè)探頭(U17)檢測(cè)端的分壓；在數(shù)據(jù)表中查找阻值變化對(duì)應(yīng)的被 測(cè)氣體濃度；判斷氣體濃度是否超限；若不超限，則開(kāi)始下一次的檢測(cè)。
8. 按權(quán)利要求7所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置的控制方法，其特征在于還包 括以下步驟當(dāng)判斷氣體濃度超限時(shí)報(bào)警；將報(bào)警的時(shí)間及可燃?xì)怏w濃度信息寫(xiě) 入存儲(chǔ)器中，通過(guò)觸發(fā)相應(yīng)的繼電轉(zhuǎn)換裝置啟動(dòng)外部聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
9. 按權(quán)利要求7所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置的控制方法，其特征在于所 述被測(cè)氣體濃度通過(guò)以下公式計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>其中Ro3、 Rm為二者串聯(lián)后再與檢測(cè)探頭(U17)的檢測(cè)端并聯(lián)的第3、 4 電阻；&、 Rb為檢測(cè)探頭(U17)電橋中的電阻；k為檢測(cè)探頭系數(shù)。
10.按權(quán)利要求7所述可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置的控制方法，其特征在于所述 與上位中央控制器進(jìn)行串行通訊包括以下步驟當(dāng)中央控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在微處理器(U1)中觸發(fā)串行中斷，微處 理器(Ul)進(jìn)入串行中斷程序；微處理器(Ul)從其接收區(qū)寄存器讀取數(shù)據(jù)，然后判斷接收的數(shù)據(jù)是否是數(shù) 據(jù)幀報(bào)頭；如上述判斷結(jié)果為是，則判斷接收的數(shù)據(jù)幀中站地址是否與此站地址相同； 如上述判斷結(jié)果為相同，則對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是 否正確；如上述判斷結(jié)果為正確，則執(zhí)行接收的數(shù)據(jù)幀中總線數(shù)據(jù)命令，向中央控制 器返回應(yīng)答數(shù)據(jù)，退出中斷處理程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種總線式可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)裝置及其控制方法，該裝置包括氣體濃度檢測(cè)部分，與控制部分的檢測(cè)輸入端相連；控制部分，包括微處理器，其接收氣體濃度檢測(cè)部分的檢測(cè)信號(hào)，輸出至顯示部分及報(bào)警部分，微處理器中存有控制程序；顯示部分，與控制部分的顯示輸出端相連；操作部分，與控制部分的操作輸入端相連；報(bào)警輸出部分，具有聲音報(bào)警裝置，通過(guò)光電耦合器接至微處理器的報(bào)警輸出端；總線接口部分，具有總線通訊模塊，其將控制部分中微處理器的信息發(fā)送到總線上；該方法包括對(duì)裝置進(jìn)行初始化、檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度、隨時(shí)與上位中央控制器進(jìn)行串行通訊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可燃?xì)怏w濃度的網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)，測(cè)量精度高、防爆性能高、顯示的信息量大。
文檔編號(hào)G01N35/00GK101210931SQ20061013511
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者勃 史, 吳景輝, 張環(huán)宇, 軍 朱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所