[实用新型]甲烷温度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理检测领域，特别是指一种用于监测煤矿井下甲烷浓度和环境温度，同时也可检测井下环境和设备的工作温度，并能适时显示温度测量值的一种甲烷温度传感器。

背景技术

甲烷传感器是为满足我国煤矿监测井下甲烷浓度而研制的，可连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给关联设备，具有实时就地显示甲烷浓度值、环境温度、超限声光报警的功能。甲烷传感器主要用于天然气及煤矿井下抽放管道低浓度甲烷及煤矿采掘工作面、回风巷道等有瓦斯爆炸危险的场所，并实现煤矿井下巷道中低浓度甲烷及其它场所的甲烷浓度连续测量及传输。同时与监测系统配套使用，可在地面方便地了解各抽放钻孔及管道中(正、负压侧)的甲烷浓度。

目前市场上只有单独的甲烷传感器或温度传感器，所用芯片采用8位单片机，稳定性和处理速度均不理想；其次煤矿井下所用传感器只用四芯电缆其中的三芯(闲置一芯)，不能得到充分利用从而导致线缆的浪费。

实用新型内容

本实用新型提出一种甲烷温度传感器，同时具备检测甲烷和温度两个功能，解决了现有技术中的甲烷传感器或温度传感器功能单一以及由于不能充分利用四芯电缆从而导致线缆浪费的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

甲烷温度传感器，包括：单片机以及分别与单片机连接的LED显示电路、I/O接口、按键电路、声光报警电路、信号输出电路和前置放大电路，电源电路包括开关电源电路和稳压电源电路，稳压电源电路通过测量电桥与前置放大电路连接。

优选的，开关电源电路包括开关电源芯片U1，开关电源芯片U1的PVIN和SVIN端分别与电容C1至C3并联并接地，SVIN端与电容C4连接并接VDR端，开关电源芯片U1的LX端经电感L1与稳压电源电路连接。

优选的，稳压电源电路包括第一稳压电源电路、第二稳压电源电路和第三稳压电源电路，第一稳压电源电路包括稳压电源芯片U2，U2的Vin端经电阻R2、R3和R4与5V电源连接，U2的Vout端与温度传感器的VDD连接，温度传感器的Vo端与单片机连接，第二稳压电源电路包括稳压电源芯片U4，U4的Vin端与5V电源连接，U4的Vout端与前置放大电路连接；第三稳压电源电路包括稳压电源芯片U7和DC/DC转化器U6，5V电源与U6的Vin端连接，U6的SW端通过电感L2与U7的Vin和EN端连接，U7的Vout端与热催化元件连接。

优选的，LED显示电路包括驱动芯片以及与驱动芯片连接的第一LED和第二LED，驱动芯片的SA端至SG端分别通过电阻R31、R35、R32、R36、R33、R37和R34与第一LED和第二LED的A端至G端连接，驱动芯片的DP端通过电阻R38与第一LED和第二LED的DP端连接，第一LED的输出端S0至S3以及第二LED的输出端S4分别与按键电路连接。

优选的，按键电路包括按键S1至S5以及分别与按键S1至S5对应连接的四双向模拟开关U11A、U11C、U11D、U12D以及U12C，遥控电路包括遥控芯片U13，U13的VDD端连接5V电源，U13的HP1至HP5端分别与四双向模拟开关U11A、U11C、U11D、U12D以及U12C的按键信号端AJ1-AJ5对应连接。

优选的，声光报警电路包括与非门U10C和U10A，U10C的输入端BJ与单片机连接，与非门U10C的输出端与U10A的输入端连接，与非门U10C的输出端通过电阻R18和电阻R19与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经LED和电阻R39与5V电源连接，与非门U10A的输出端经电阻R20与三极管Q3的基极连接，Q3的集电极经电阻R20与18V电源连接，三极管Q2和Q3的发射极均接地。

本实用新型可将四芯电缆全部利用，减少了煤矿的电缆浪费，将检测甲烷浓度和温度的功能合二为一，不仅节省了近一台传感器的设备费用，使原单一功能传感器电缆闲置的一芯得到充分利用，而且极大地提高了煤矿井下作业的工作效率和安全性。另外，采用微芯公司16位单片机，具有DSP处理内核，使处理速度更快，稳定性更高，采样次数更多，更能接近实际。本实用新型结构合理、功能强大，特别适合煤矿井下检测甲烷浓度和温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。