一种室内CO浓度检测仪.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103969297 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103969297 A (21)申请号 201410193415.5 (22)申请日 2014.05.09 G01N 27/04(2006.01) (71)申请人 苏州经贸职业技术学院 地址 215009 江苏省苏州市学府路 287 号 (72)发明人 王晓兰 黄英 李忠美 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 胡晶 (54) 发明名称 一种室内 CO 浓度检测仪 (57) 摘要 本发明公开了一种室内 CO 浓度检测仪， 包 括 ： 气敏传感器， 用以检测室内的

2、 CO 浓度， 所述气 敏传感器包括 ： 检测电路和信号调理电路， 所述 信号调理电路连接所述检测电路， 将测量到的 CO 浓度转换成一随所述 CO 浓度变化而变化的电压 信号 ； 处理电路， 连接所述气敏传感器， 包括依次 连接的 ： 模数转换电路、 浓度转换电路以及阈值 比较电路， 依次对所述电压信号进行模数转换、 浓 度转换以及阈值比较， 并输出数字电平信号 ； 显 示器， 连接所述浓度转换电路， 用以显示经过浓度 转换后得到的 CO 浓度 ； 报警电路， 连接所述阈值 比较电路， 在所述数字电平信号的 CO 浓度超过一 阈值的状态下发出报警信号。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1

3、 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103969297 A CN 103969297 A 1/1 页 2 1. 一种室内 CO 浓度检测仪， 其特征在于， 包括 ： 气敏传感器， 用以检测室内的 CO 浓度， 所述气敏传感器包括 ： 检测电路和信号调理电 路， 所述信号调理电路连接所述检测电路， 将测量到的CO浓度转换成一随所述CO浓度变化 而变化的电压信号 ； 处理电路， 连接所述气敏传感器， 包括依次连接的 ： 模数转换电路、 浓度转换电路以及 阈值比较电路， 依次对

4、所述电压信号进行模数转换、 浓度转换以及阈值比较， 并输出数字电 平信号 ； 显示器， 连接所述浓度转换电路， 用以显示经过浓度转换后得到的 CO 浓度 ； 报警电路， 连接所述阈值比较电路， 在所述数字电平信号的 CO 浓度超过一阈值的状态 下发出报警信号。 2. 根据权利要求 1 所述的室内 CO 浓度检测仪， 其特征在于， 还包括 ： 存储器， 连接所述处理电路， 用以存储所述阈值 ； 键盘， 连接所述处理电路， 用以调节所述阈值的大小。 3.根据权利要求2所述的室内CO浓度检测仪， 其特征在于， 所述存储器为EEPROM存储 器， 用以掉电不丢失数据。 4. 根据权利要求 1 所述的室

5、内 CO 浓度检测仪， 其特征在于， 还包括 ： 供电电路， 连接所述处理电路， 所述供电电路采用 USB 供电。 权 利 要 求 书 CN 103969297 A 2 1/3 页 3 一种室内 CO 浓度检测仪 技术领域 0001 本发明涉及气体检测及告警技术领域， 特别涉及一种室内 CO 浓度检测仪。 0002 背景技术 0003 在日常生活中煤和燃气给人们带来了很多便利， 但由此产生的 CO 等有害气体， 危 害着人们的生命及健康， 每年冬春季节家庭中 CO 中毒， 造成人的伤害、 死亡屡有发生。人类 长期吸入大量的 CO 气体首先是血液里会缺氧， 造成大脑供养不足， 头晕恶心， 吸入过

6、多还 会窒息， 安全问题刻不容缓。 0004 如能及时准确地检测出室内 CO 气体的体积分数， 就可避免煤气中毒事件的发生。 为了防止 CO 等有毒气体的危害， 实时对室内 CO 含量的检测已日益受到重视。因此， 技术人 员正致力于进一步提高 CO 检测设备的准确性、 适用性。 0005 发明内容 0006 本发明针对现有技术存在的上述不足， 提供了一种室内 CO 浓度检测仪， 本发明通 过以下技术方案实现 ： 一种室内 CO 浓度检测仪， 包括 ： 气敏传感器， 用以检测室内的 CO 浓度， 所述气敏传感器包括 ： 检测电路和信号调理电 路， 所述信号调理电路连接所述检测电路， 将测量到的C

7、O浓度转换成一随所述CO浓度变化 而变化的电压信号 ； 处理电路， 连接所述气敏传感器， 包括依次连接的 ： 模数转换电路、 浓度转换电路以及 阈值比较电路， 依次对所述电压信号进行模数转换、 浓度转换以及阈值比较， 并输出数字电 平信号 ； 显示器， 连接所述浓度转换电路， 用以显示经过浓度转换后得到的 CO 浓度 ； 报警电路， 连接所述阈值比较电路， 在所述数字电平信号的 CO 浓度超过一阈值的状态 下发出报警信号。 0007 较佳的， 还包括 ： 存储器， 连接所述处理电路， 用以存储所述阈值 ； 键盘， 连接所述处理电路， 用以调节所述阈值的大小。 0008 较佳的， 存储器为 EE

8、PROM 存储器， 用以掉电不丢失数据。 0009 较佳的， 还包括 ： 供电电路， 连接所述处理电路， 所述供电电路采用 USB 供电。 0010 本发明能够在检测室内CO浓度和报警的同时， 对CO浓度的阈值进行设定和存储， 且具有低功耗、 安全可靠的特点。 0011 说 明 书 CN 103969297 A 3 2/3 页 4 附图说明 0012 图 1 所示的是本发明的结构示意图 ； 图 2 所示的是本发明的原理图 ； 图 3 所示的是本发明的处理电路的电路图 ； 图 4 所示的是本发明的显示器与处理电路的接口电路图 ； 图 5 所示的是本发明的存储器的电路图 图 6 所示的是本发明的供

9、电电路的电路图。 0013 具体实施方式 0014 以下将结合本发明的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整的描述 和讨论， 显然， 这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例， 并不是全部的实例， 基于本发明 中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例， 都属于本发明的保护范围。 0015 为了便于对本发明实施例的理解， 下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的 解释说明， 且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。 0016 如图 1 与图 2 所示， 本发明提供的一种室内 CO 浓度检测仪， 包括 ： 气敏传感器 1， 处理电路 2， 显示器

10、 3， 报警电路 4， 存储器 5， 键盘 6。考虑到 CO 浓度是由气敏传感器 1 把非 电量转换为电量， 气敏传感器 1 输出的是 0-5 伏的电压值且电压值稳定， 外部干扰小等。因 此， 可以直接把气敏传感器 1 输出电压值送入处理电路 2 经过 A/D 转换器转换得到数据进 行处理。此外， 还需接入显示器 3， 报警电路 4 等。 0017 详细的来说， 气敏传感器 1 包括 ： 检测电路 11 和信号调理电路 12， 检测电路 11 实 时监测室内的 CO 浓度， 输出的信号经过信号调理电路 12 处理， 输出随 CO 浓度变化而变化 的电压信号， 该电压信号为模拟量信号， 因此在后

11、续过程中需要进行模数转换。 气敏传感器 1 的传感原理为气敏电阻的输出阻值随 CO 气体等浓度变化而变化， 经过调理， 检测信号由 电阻值转变成电压值， 便于后续电路进行 A/D 转换和处理。考虑到周围空气中的气体成分 可能影响传感器测量的准确性， 所以气敏传感器1只能对CO气体敏感， 对其他气体不敏感。 0018 处理电路 2 包括 ： 模数转换电路 21、 浓度转换电路 22 以及阈值比较电路 23。模数 转换电路 21 用于将上述电压信号转换为数字信号， 浓度转换电路 22 将数字电平信号转换 成对应的浓度， 输出至显示器 3 进行显示， 阈值比较电路 23 将得到的浓度与一预设的阈值

12、进行比较， 输出数字电平信号， 用来控制报警电路 4 的工作状态。 0019 如图 3 所示， 在本实施例中， 处理电路选择高性能单片机 STC12C5A16AD， 该芯片为 52 内核 8 位单片机， 内部集成了 10 位多路 A/D 转换模块， 适用于常用检测电路。图中 AOUT 为气敏传感器 1 输出的电压信号， 送入 ADC7 端口进行处理， DOUT 为可输出数字电平信号的 气敏传感器 1 的输出信号， 该信号可以根据 CO 气体浓度直接输出报警信号。图中， 键盘的 键位 K2 和 K3 为 CO 的阈值调整键， 其中 K2 为 “增加” ， K3 为 “减少” 按键。L2 和 L3

13、 为报警 指示灯， 分别可以进行超 CO 一级和超 CO 二级两级报警。 0020 如图 4 所示， 显示器 3 与处理电路 2 的接口电路中， J2 的 3 脚为背光引脚， R9 和 说 明 书 CN 103969297 A 4 3/3 页 5 R10 电阻用于调节背光亮度。J2 的 4、 5、 6 引脚分别接显示器的 RS、 E/W 和 E 控制引脚， J2 的 714 引脚为数据引脚。 0021 如图 5 所示， 阈值存储在 EEPROM（电可擦只读存储器， Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory） 芯片 AT24C04

14、 中， 并可以通过上述 “增加” 、“减少” 按 键调节并保存。AT24C04 是 IIC 接口的 EEPROM 芯片， 可以用于掉电不易失数据的存储。图 中 A0、 A1 和 A2 为芯片的地址引脚， 一般接地即可。SCL 和 SDA 为 AT24C04 和处理电路 2 通 信的时钟线和数据线。 0022 如图 6 所示， 本发明采用 USB 供电， 电源电压为 5V， 电压比较稳定， 干扰比较小， 准 确性高。 0023 本发明能够实现 ： 1、 实时测量空气中的 CO 浓度， 并在液晶屏上显示 ； 2、 当 CO 浓度超过预先设定的阈值， LED 灯报警 ； 3、 超 CO 浓度阈值可存

15、储至 EEPROM 存储器， 并在液晶屏上显示， 系统掉电后 CO 浓度阈 值不丢失 ； 4、 超 CO 浓度阈值可以通过按键修改并保存。 0024 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此， 本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。 说 明 书 CN 103969297 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103969297 A 6 2/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103969297 A 7 3/3 页 8 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103969297 A 8