專利名稱：便攜式環(huán)境綜合檢測報警儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式環(huán)境綜合檢測報警儀，屬于環(huán)境檢測和衛(wèi)生檢測裝置。
在環(huán)境檢測和衛(wèi)生檢測系統(tǒng)所使用的儀器，主要檢測環(huán)境中的物理因素和化學因素，目前國內(nèi)外在環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域中，尚未見到多種物理、化學因素的數(shù)據(jù)綜合采集，進行自動分析、顯示、記錄、打印、報警多功能的檢測儀器，多為單一型儀器，需花費較大人力、財力和時間，且多為單點定時、人工檢測采樣、動態(tài)環(huán)境易漏檢等情況，不能反應其全貌，不能快速記錄，對多參數(shù)難以同步檢測和快速準確的多因素分析；國內(nèi)外建立的環(huán)境自動檢測站為固定式大型檢測網(wǎng)，價格昂貴，不便用于室內(nèi)環(huán)境和流動環(huán)境的檢測。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種輕便的由多個傳感器通過信號調(diào)節(jié)器、A／D變換器將數(shù)字信號輸入到微型計算機進行分析、處理、屏幕顯示、打印和報警的先進儀器，能有效地檢測各環(huán)境中的物理因素和化學因素，并具有多參數(shù)連續(xù)自動動態(tài)記錄、同步采集、綜合分析的功能，操作簡便。
在環(huán)境和衛(wèi)生系統(tǒng)檢測中為有效地控制環(huán)境中的物理因素和化學因素(包括溫度、相對濕度、氣壓、噪聲、振動、風向、風速、照度、CO、CO2、SO2、NO2、O2、O3、HC和H2S等)，提供一種便攜式多參數(shù)連續(xù)自動動態(tài)記錄的小型綜合檢測報警器，它由傳感器，數(shù)據(jù)采集接口板、微型計算機系統(tǒng)及交直流電源組成；傳感器中以溫度、相對濕度、氣體的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等傳感器等共16種為主要部件，把影響人類健康的環(huán)境因素作為一個整體進行綜合檢測和評價；國內(nèi)外生產(chǎn)各種傳感器很多，要進行精選，其量程范圍、分辨率和精確度必須符合國內(nèi)和國際上有關(guān)標準要求。傳感器輸出的模擬信號電壓，送到信號調(diào)節(jié)器，它是由16個單端輸出且增益連續(xù)可調(diào)的放大器構(gòu)成。每個放大器對應一個傳感器，由于不同種類傳感器輸出的模擬信號，電壓大小不同，經(jīng)信號調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)放大，使得在調(diào)節(jié)器的輸出端對應每個傳感器的最大信號電壓幅值都放大至＋5V～－5V；經(jīng)信號調(diào)節(jié)器輸出的各路模擬信號電壓，分別送至多路模擬開關(guān)的各輸入端，多路模擬開關(guān)是16個選1的自動開關(guān)，通過應用程序控制可對其中某一路信號選通輸出，也可以對多路(最多16路)信號輪流選通輸出；A／D變換器是將多路模擬開關(guān)送來的模擬信號變換成數(shù)字信號，A／D變換器的位數(shù)越多，變換精度越高。為了保證對噪聲及振動等快速變化參數(shù)的檢測精度，采用快速12位A／D變換器芯片。它的一次轉(zhuǎn)換時間為24μS.把信號調(diào)節(jié)器多路模擬開關(guān)以及A／D變換器安裝在一塊印刷電路板上，因而構(gòu)成數(shù)據(jù)采集接口板。微型計算機系統(tǒng)與傳感器和數(shù)據(jù)采集接口板，配合完成所有待檢測參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與儲存，并通過應用程序?qū)Ω鲄?shù)的數(shù)據(jù)，進行分析處理。微型計算機輸出各參數(shù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，直接由液晶顯示屏顯示，通過微型打印機打印各參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過聲光報警器對各參數(shù)的超限值進行聲光報警。
優(yōu)點效果及用途1.便攜式環(huán)境綜合檢測報警儀具有體積小、重量輕，可同時檢測16種物理和化學參數(shù)，克服了儀器的單一參數(shù)，數(shù)據(jù)采集與處理分離及漏檢等現(xiàn)象，它容多參數(shù)采集和多因素分析于一體，提高工作效率和環(huán)境檢測質(zhì)量，本儀器價格大大低于各單機價格之和。
2.本儀器具有聲光報警功能，而且能夠根據(jù)使用環(huán)境要求，可分別對各參數(shù)的報警值進行預先設定。
3.本儀器采用286型微機為主體，部件存儲容量大，非現(xiàn)有同類儀器所可比擬，并具有多參數(shù)采集、自動連續(xù)、動態(tài)記錄、綜合檢測分析的功能，主要用于環(huán)境、衛(wèi)生檢測及工礦企業(yè)等部門。
附圖的圖面說明
圖1本檢測報警儀電路原理框圖圖2本檢測報警儀數(shù)據(jù)采集接口板的邏輯框圖圖3信號調(diào)節(jié)器集成電路內(nèi)部電路圖圖4信號調(diào)節(jié)器與風速傳感器橋路連線圖圖5模擬開關(guān)內(nèi)部邏輯圖(a)和真值表(b)圖6模擬開關(guān)線路圖圖7本檢測報警儀外形示意圖本實用新型實施例結(jié)合附圖作進一步描述見圖1傳感器(1)用來將環(huán)境的物理或化學參數(shù)，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，如溫度傳感器可將溫度的高低轉(zhuǎn)換成相應大小的模擬電壓，又如一氧化碳傳感器，可將其環(huán)境內(nèi)一氧化碳含量的高低轉(zhuǎn)換成相應大小的模擬電壓。本實施例最多可接16個各種類型的傳感器，即可檢測16個環(huán)境參數(shù)。數(shù)據(jù)采集接口板(2)包括信號調(diào)節(jié)器(5)，多路模擬開關(guān)(6)，A／D模擬數(shù)字變換器(7)，傳感器輸出的模擬信號電壓送到(2)中的信號調(diào)節(jié)器，它是由16個增益可調(diào)節(jié)單端輸出的放大器構(gòu)成，它輸出的各路模擬信號電壓，分送至多路模擬開關(guān)的各輸入端，多路模擬開關(guān)送來的模擬信號通過A／D變換器變換成數(shù)字信號，本儀器采用的是AD574A型快速12位A／D變換芯片，它的一次轉(zhuǎn)換時間為24μS。微型計算機系統(tǒng)(3)包括微機主機，液晶顯示屏、微型打印機、聲光報警器和鍵盤，數(shù)字信號輸入微機，調(diào)用相應的應用程序?qū)Ω鲄?shù)數(shù)據(jù)進行分析處理，通過液晶顯示屏(9)顯示各參數(shù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，通過微型打印機(10)打印各參數(shù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，通過聲光報警器(11)對各參數(shù)的超限值進行聲光報警，所有的操作是通過鍵盤(12)來進行的。本儀器采用交直流兩用電源(4)供電，交直流電源中的直流電源采用可充電的鎘鎳電池，使用交流供電的同時對直流電源進行浮充，即將交流整流電源通過二極管，在供給儀器用電的同時又對鎘鎳電池充電。
圖2為數(shù)據(jù)采集接口板部分，該接口板(2)內(nèi)部的總線接口控制邏輯電路(14)，通過控制線(21)控制多路模擬開關(guān)(6)，輪流選通各個參數(shù)傳感器經(jīng)調(diào)節(jié)器(5)送來的模擬信號電壓，每選通一路模擬信號立即經(jīng)采樣／保持(19)，送到12位A／D變換器(7)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號并由12位數(shù)據(jù)鎖存器(18)鎖存，鎖存的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線(20)經(jīng)AT總線插槽(13)送入微機進行存儲，一次輪回，便對各個參數(shù)采集了一個數(shù)據(jù)，對相關(guān)多個參數(shù)進行采集的數(shù)據(jù)，由微機的應用程序進行相關(guān)分析。時鐘發(fā)生器(15)產(chǎn)生頻率為2MHz的時鐘信號，作為整個數(shù)據(jù)采集接口板(2)的時間單元。當需要定時采樣時，由微機發(fā)出中斷請求，并由中斷定時(17)與采樣定時(16)來完成定時采樣。
圖6由兩片CD4051及一個倒相門CD4069構(gòu)成的16選1模擬開關(guān)的線路圖，A3A2A1A0為開關(guān)選通地址端。例如給定A3A2A1A0＝0000，可選通CHO通道，若給定A3A2A1A0＝1111則選通CH15通道。
本檢測報警儀外形見圖7，為一箱體，箱內(nèi)裝有數(shù)據(jù)采集接口板及微型計算機，箱上有液晶顯示屏(9)，箱體右側(cè)有各傳感器插孔(22)，所用的傳感器插頭插入其孔內(nèi)，鍵盤(12)在箱上面前部，聲光報警器(11)及打印(10)位于其左側(cè)，電源指示燈(14)在箱面左上方以觀察電源接通情況。
權(quán)利要求1.便攜式環(huán)境綜合檢測報警儀，屬于環(huán)境檢測和衛(wèi)生檢測系統(tǒng)的裝置，由傳感器、數(shù)據(jù)采集接口板、微型計算機系統(tǒng)及交直電源組成；傳感器中以溫度、相對濕度傳感器及氣體CO、CO2、SO2等傳感器共16種為主要部件，其特征在于傳感器(1)輸出的模擬信號電壓送到信號調(diào)節(jié)器(5)，它是由16個單端輸出且增益連續(xù)可調(diào)的放大器構(gòu)成，每個放大器對應一個傳感器，經(jīng)信號調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)放大器的增益，使得在調(diào)節(jié)器的輸出端對應每個傳感器的最大信號電壓幅值都放大至+5V～-5V；經(jīng)信號調(diào)節(jié)器輸出的各路模擬信號電壓，分別送入多路模擬開關(guān)(6)的各輸入端；多路模擬開關(guān)是16個選1的自動開關(guān)，通過應用程序控制可對其中某一路信號選通輸出，也可以對多路(最多16路)信號輪流選通輸出；A/D變換器(7)是將多路模擬開關(guān)送來的模擬信號變換成數(shù)字信號，采用快速12位A/D變換器芯片；把信號調(diào)節(jié)器多路模擬開關(guān)以及A/D變換器安裝在一塊印刷電路板上，因而構(gòu)成數(shù)據(jù)采集接口板(2)；微型計算機系統(tǒng)(3)與傳感器和數(shù)據(jù)采集接口板，配合完成所有待檢測參數(shù)的數(shù)據(jù)采集與儲存，并通過應用程序?qū)Ω鲄?shù)的數(shù)據(jù)進行分析處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測報警儀，其特征在于數(shù)據(jù)采集接口板(2)其內(nèi)部的總線接口控制邏輯電路(14)，通過控制線(21)控制多路模擬開關(guān)(6)，輪流選通各個參數(shù)傳感器經(jīng)信號調(diào)節(jié)器(5)送來的模擬信號電壓；每選通一路模擬信號，立即經(jīng)采樣／保持(19)，送到12位A／D變換器(7)，轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號并由12位數(shù)據(jù)鎖存器(18)鎖存，鎖存的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線(20)經(jīng)AT總線插槽(13)送入微機進行存儲，一次輪回，便對各個參數(shù)采集了一個數(shù)據(jù)，對相關(guān)多個參數(shù)進行采集的數(shù)據(jù)，由微機的應用程序進行相關(guān)分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測報警儀，其特征在于交直流電源(4)中的直流電源，采用可充電的鎘鎳電池，使用交流供電的同時對直流電源進行浮充，即將交流整流電源通過二極管，在供給儀器用電的同時，又對鎘鎳電池充電。
專利摘要便攜式環(huán)境綜合檢測報警儀，中部的數(shù)據(jù)采集接口板是將信號調(diào)節(jié)器、多路模擬開關(guān)和A/D變換器，在印刷電路板上組裝；各個參數(shù)傳感器經(jīng)信號調(diào)節(jié)器、多路模擬開關(guān)送來的模擬信號電壓，經(jīng)采樣保持線路送到A/D變換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由鎖存器鎖存，再通過數(shù)據(jù)總線送入微機進行分析處理，屏幕顯示，打印，報警，解決了現(xiàn)有儀器功能單一，數(shù)據(jù)采集與處理分離及漏檢等問題，并能實現(xiàn)多參數(shù)連續(xù)同步采集、綜合分析。
文檔編號G08B19/00GK2152256SQ9321100
公開日1994年1月5日 申請日期1993年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月29日
發(fā)明者任純澤 申請人:中國民航局第一研究所