專利名稱：多組分氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
多組份氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，屬于氣體監(jiān)測(cè)和模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。適用于多氣體環(huán)境中，對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)測(cè)，報(bào)警及氣體識(shí)別。
現(xiàn)有的氣體監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)都為單一氣體的報(bào)警系統(tǒng)，一般都是由單一氣敏傳感器和檢測(cè)報(bào)警電路構(gòu)成，如常用的煤氣泄露報(bào)警裝置，煙霧控制和報(bào)警系統(tǒng)?？墒窃诤芏嗲闆r下，通常存在多種氣體并混合在一起，要對(duì)多種氣體同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，若采用單一氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，只能對(duì)其中某單一氣體進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果要在同一區(qū)域內(nèi)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)多種氣體，則要設(shè)置多套單一氣體檢測(cè)和監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，這樣不僅對(duì)氣體的監(jiān)測(cè)的成本高，而且由于氣體傳感器間存在交叉敏感性干擾，造成對(duì)氣體的檢測(cè)誤差較大，影響對(duì)氣體測(cè)量的精確度，有時(shí)還會(huì)由于檢測(cè)和監(jiān)測(cè)誤差而引起誤報(bào)警。
為了克服現(xiàn)有單一氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供了一種能同時(shí)檢測(cè)并監(jiān)測(cè)多組份混合氣體及報(bào)警的多組份氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
本發(fā)明氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)由加熱器和氣體傳感器陣列，自動(dòng)溫度控制模塊，信號(hào)調(diào)理模塊，閾值設(shè)置比較模塊，電器控制和電源轉(zhuǎn)換控制模塊和聲光報(bào)警裝置組成。氣體傳感器陣列采用若干個(gè)檢測(cè)不同氣體的單一氣體傳感器和加熱器構(gòu)成，單一氣體傳感器可根據(jù)要檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的氣體在氣體傳感器陣列中調(diào)換。自動(dòng)溫度控制模塊在多組份氣體環(huán)境中，控制加熱器在0～500℃范圍內(nèi)自動(dòng)優(yōu)化，選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生和氣體濃度成正比的信號(hào)的最佳工作溫度點(diǎn)，以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出信號(hào)。信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)接收到的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)拾取電路進(jìn)行采集，融合，處理后輸送給閾值設(shè)置比較模塊，由閾值設(shè)置比較模塊將被監(jiān)測(cè)的氣體濃度信號(hào)與預(yù)先設(shè)置在模塊內(nèi)的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較，當(dāng)氣體濃度超過所設(shè)定的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，以聲光形式發(fā)出報(bào)警，并同時(shí)通過電源轉(zhuǎn)換控制模塊啟動(dòng)與其相連接的能迅速降低氣體濃度的電器，以防止災(zāi)害發(fā)生。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用由加熱器和多個(gè)單一氣體傳感器構(gòu)成的氣體傳感器陣列，能同時(shí)對(duì)多種氣體進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，并可根據(jù)不同的監(jiān)視環(huán)境還可方便地對(duì)氣體傳感器陣列中的單一氣體傳感器進(jìn)行調(diào)換。自動(dòng)溫度控制模塊能自動(dòng)優(yōu)化，選擇氣體傳感器陣列最佳工作溫度點(diǎn)，總以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出高質(zhì)量的信號(hào)。對(duì)氣體傳感器陣列所發(fā)出的多組份氣體信號(hào)由信號(hào)調(diào)理模塊集中采集、融合、優(yōu)化、處理，閾值設(shè)置比較模塊迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行判別，比較及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。避免了采用多路單一氣體傳感器報(bào)警系統(tǒng)之間存在的交叉敏感性干擾，提高了對(duì)多組份氣體的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)精度，而且大幅度降低了對(duì)多組份氣體監(jiān)測(cè)的成本。
附圖是本發(fā)明實(shí)施例示意圖，其中；

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)電路示意圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明由自動(dòng)溫度控制模塊1，加熱器和氣體傳感器陣列2，信號(hào)調(diào)理模塊3，閾值設(shè)置比較模塊4，聲光報(bào)警裝置5，電器控制6，電源轉(zhuǎn)換控制模塊7組成。自動(dòng)溫度控制模塊1由電阻R1，R2，R3，構(gòu)成，其中電阻R1與加熱器和氣體傳感器陣列2中的加熱器91、92的一端連接，另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與電阻R3的一端與加熱器91的另一端連接并和基準(zhǔn)電壓連通，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接并和基準(zhǔn)電壓連通，電阻R4的另一端與加熱器92的另一端連接。加熱器和氣體傳感器陣列2由氣體傳感器81、82、83和加熱器91、92構(gòu)成，其中氣體傳感器81、82、83為檢測(cè)不同氣體的傳感器，它們的一端與基準(zhǔn)電壓連通，它們的另一端分別與信號(hào)調(diào)理模塊3中的信號(hào)拾取電路101、102、103連接。信號(hào)拾取電路由可變電阻R5，電阻R6，R7，R8，電容C和差動(dòng)放大器111，構(gòu)成，其中可變電阻R5的一端和電阻R6的一端與基準(zhǔn)電壓連通，可變電阻R5和電阻R6及氣體傳感器81的另一端與電阻R7，R8的一端連接和電容C，差動(dòng)放大器111并聯(lián)連接，電阻R7，R8的另一端接地。閾值設(shè)置比較模塊4由閾值設(shè)置比較器121，122，123和二極管G1，G2，G3構(gòu)成，閾值設(shè)置比較器121，122，123的一端與差動(dòng)放大器111，112，113的一端連接，它的另一端與二極管G1，G2，G3的一端連接，二極管G1，G2，G3的另一端與電源轉(zhuǎn)換控制模塊中的電阻R9的一端和電源轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。
在多組份氣體環(huán)境中，本發(fā)明接通電源開始后，自動(dòng)溫度控制模塊1根據(jù)加熱器和氣體傳感器陣列2中選用的單一氣體傳感器情況快速自動(dòng)優(yōu)化和選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生和氣體濃度成正比的信號(hào)的最佳工作溫度點(diǎn)，以保證氣體傳感器陣列能最有效地工作，連續(xù)穩(wěn)定地輸出信號(hào)。信號(hào)調(diào)理模塊2對(duì)接收到的被監(jiān)測(cè)氣體信號(hào)進(jìn)行采集，融合，放大處理后輸送給閾值設(shè)置比較模4，由閾值設(shè)置比較模塊將被監(jiān)測(cè)的氣體濃度信號(hào)與預(yù)先設(shè)置在模塊內(nèi)的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的氣體濃度超過所設(shè)定的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，閾值設(shè)置比較模4發(fā)出信號(hào)，通過電源轉(zhuǎn)換控制模塊7啟動(dòng)聲光報(bào)警5和電器控制6，以聲光形式發(fā)出報(bào)警，啟動(dòng)能迅速降低氣體濃度的電器，以防止意外事故發(fā)生。
權(quán)利要求
1.多組份氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于；由自動(dòng)溫度控制模塊(1)，加熱器和氣體傳感器陣列(2)，信號(hào)調(diào)理模塊，閾值設(shè)置比較模塊(4)，聲光報(bào)警裝置(5)，電器控制(6)和電源轉(zhuǎn)換控制模塊(7)組成，自動(dòng)溫度控制模塊(1)根據(jù)加熱器和氣體傳感器陣列(2)中選用的單一氣體傳感器情況快速自動(dòng)優(yōu)化和選擇氣體傳感器陣列產(chǎn)生與氣體濃度成正比的信號(hào)的最佳工作溫度點(diǎn)，氣體傳感器陣列(2)在最佳工作溫度點(diǎn)，連續(xù)穩(wěn)定地向信號(hào)調(diào)理模塊(3)輸出信號(hào)，信號(hào)調(diào)理模塊(3)對(duì)接收到的被監(jiān)測(cè)氣體信號(hào)進(jìn)行采集，融合，放大處理后輸送給閾值設(shè)置比較模(4)，由閾值設(shè)置比較模塊(4)將被監(jiān)測(cè)的氣體濃度信號(hào)與預(yù)先設(shè)置在模塊內(nèi)的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行比較，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的氣體濃度超過所設(shè)定的閾值(或國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))時(shí)，閾值設(shè)置比較模(4)向電源轉(zhuǎn)換控制模塊(7)發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置(5)和電器控制(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其特征在于；加熱器和氣體傳感器陣列(2)由加熱器和多個(gè)單一氣體傳感器構(gòu)成，單一氣體傳感器可根據(jù)被監(jiān)測(cè)環(huán)境調(diào)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其特征在于；自動(dòng)溫度控制模塊(1)由電阻R1，R2，R3，構(gòu)成，其中電阻R1與加熱器和氣體傳感器陣列(2)中的加熱器91、92的一端連接，另一端與電阻R2的一端連接接地，電阻R2的另一端與電阻R3的一端與加熱器91的另一端連接并和基準(zhǔn)電壓連通，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接并和基準(zhǔn)電壓連通，電阻R4的另一端與加熱器92的另一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其特征在于；信號(hào)調(diào)理模塊(3)中的信號(hào)拾取電路由可變電阻R5，電阻R6，R7，R8，電容C和差動(dòng)放大器111，構(gòu)成，其中可變電阻R5的一端和電阻R6的一端與基準(zhǔn)電壓連通，可變電阻R5和電阻R6和電阻R6及氣體傳感器81的另一端與電阻R7，R8的一端連接并和電容C，差動(dòng)放大器111并聯(lián)連接，電阻R7，R8的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其特征在于；由閾值設(shè)置比較器121，122，123和二極管G1，G2，G3構(gòu)成，閾值設(shè)置比較器121，122，123的一端與差動(dòng)放大器111，112，113的一端連接，它的另一端與二極管G1，G2，G3的一端連接，二極管G1，G2，G3的另一端與電源轉(zhuǎn)換控制模塊中的電阻R9的一端和電源轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。
全文摘要
多組份氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng),由自動(dòng)溫度控制模塊,加熱器和氣體傳感器陣列,信號(hào)調(diào)理模塊,閾值設(shè)置比較模塊,聲光報(bào)警裝置,電器控制和電源轉(zhuǎn)換控制模塊組成,能同時(shí)對(duì)多種氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè),自動(dòng)溫度控制模塊能自動(dòng)優(yōu)化,選擇氣體傳感器陣列最佳工作溫度點(diǎn),保證氣體傳感器陣列,連續(xù)穩(wěn)定地輸出高質(zhì)量的信號(hào),信號(hào)調(diào)理模塊集中采集、處理多組份氣體信號(hào),并由閾值設(shè)置比較模塊判別比較及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),對(duì)多組份氣體的監(jiān)測(cè)精度高,成本低。
文檔編號(hào)G01N27/04GK1338628SQ0011959
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月10日
發(fā)明者王磊, Ahlers, 楊建華, 周慶 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)