可燃?xì)怏w�(cè)�?jī)x器是一種廣泛用于石油化工、天然氣、礦井、冶�、油�(kù)等眾多易燃易爆場(chǎng)所�檢測(cè)�(shè)�。該�(shè)備對(duì)可燃?xì)怏w�(cè)量主要是通過單點(diǎn)或多�(diǎn)�(cè)�,但隨著�(xiàn)代科技的�(jìn)步已逐漸�(fā)展成通過�(jì)算機(jī)�(shí)�(xiàn)儀表數(shù)字化�(wǎng)�(luò)�(cè)量的�(jiān)控系�(tǒng)。用這樣的一�(gè)�(jiān)控系�(tǒng)�(jiān)�、采集被�(cè)�(xiàn)�(chǎng)的可燃或有毒氣體,可以及�(shí)地把被測(cè)氣體的濃度通過液晶顯示出來。當(dāng)氣體濃度�(dá)到報(bào)警值時(shí),就�(huì)�(fā)出聲光報(bào)�,并記錄下報(bào)警時(shí)�,以便事后的檢查。而采集到的信�(hào)將被傳送給�(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),通過�(guān)�(lián)的聯(lián)�(dòng)模塊觸動(dòng)閥門以打開排�、排�(fēng)�(shè)�,從而實(shí)�(xiàn)�(xiàn)�(chǎng)可燃?xì)怏w的安全控�。因此設(shè)�(jì)一款能�(wěn)定并�(shí)�(shí)采集�(xiàn)�(chǎng)可燃?xì)怏w信號(hào)的數(shù)字顯示探頭就尤為重要�
可燃?xì)怏w�(cè)�?jī)x器由傳感器檢�(cè)電橋、直流放大器、A/D�(zhuǎn)換單�、零�(diǎn)、量程調(diào)整單�、單片機(jī)以及�(bào)警顯示電路和輸出電路等部分組成。系�(tǒng)框圖如圖1所�。首�,傳感器送來的與可燃性氣體濃度相�(duì)�(yīng)的微小電壓信�(hào)�(jīng)過放大后,由A/D�(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成�(shù)字信�(hào)后送入單片�(jī)。單片機(jī)再對(duì)該數(shù)字信�(hào)�(jìn)行濾波處�,并�(duì)處理后的�(shù)�(jù)加以分析,以確認(rèn)是否大于或等于某�(gè)�(bào)警�。若大于�(bào)警值則啟動(dòng)�(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)�,反之則為正常狀�(tài)。然后該�(shù)字信�(hào)被送到顯示單元以顯示相�(yīng)的濃度值�
�(jīng)過試�(yàn)�(duì)�,該�(shè)�(jì)采用半導(dǎo)體金屬氧化物可燃?xì)怏w傳感器TGS842。這種具有高穩(wěn)定性的傳感器需要在一定的高溫下工�,以�(shí)�(xiàn)其氧化還原反�(yīng),所以必須要有電壓來為其加熱,而加熱電壓是�+5 V的電源提供。該傳感器的�(cè)量方式為:由其構(gòu)成惠斯登檢測(cè)橋路,當(dāng)含有可燃性的混合氣體�(kuò)散到檢測(cè)元件上時(shí),在氣敏元件表面將會(huì)�(fā)生氧化還原反�(yīng),使電阻阻值發(fā)生變化,打破電橋平衡,產(chǎn)生大小與可燃?xì)怏w濃度成正比的微小電壓差信�(hào),從而達(dá)到檢�(cè)可燃?xì)怏w濃度的目��
傳感器輸出的信號(hào)是微弱信�(hào),需�(jīng)過集成運(yùn)算放大器OP07�(jìn)行線性放大處�,以滿足A/D�(zhuǎn)換電路對(duì)電平信號(hào)的要�。但在信�(hào)輸入前,需加入一�(gè)具有100�(gè)電阻�,并能對(duì)漂移信號(hào)�(jìn)行精確調(diào)節(jié)的高精度�(shù)字電位器X9C103�(duì)輸入漂移信號(hào)�(jìn)行調(diào)�,使其不�(jìn)入運(yùn)算放大器OP07。具體流程為:電橋輸出的信號(hào)一端經(jīng)X9C103(P3�4控制)�(diào)零后;�(jìn)入OP07的反相輸入端(2�),而輸出電壓V。則通過電阻R9接到�
相輸入端(2�)和調(diào)零端(1�)以保證引入的是負(fù)反饋;另一端由同相輸入�(3�)引入放大器,�(jīng)放大后由另一�(gè)X9C103(P3�5控制)�(shí)�(xiàn)量程的外部調(diào)節(jié)�
信號(hào)�(jīng)�2�(gè)�(shù)字電位器到達(dá)A/D�(zhuǎn)換單元。A/D�(zhuǎn)換單元由TLC549芯片�(shí)�(xiàn),它�8位開�(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)�(xiàn)�(zhuǎn)A/D�(zhuǎn)換�
傳感器的�(xiàn)�(chǎng)電壓信號(hào)由電壓/電流變換器轉(zhuǎn)換成4�20 mA的標(biāo)�(zhǔn)電流信號(hào)后傳送給上位�(jī)控制系統(tǒng)。為�(shí)�(xiàn)電壓信號(hào)變換�4�20 mA�(biāo)�(zhǔn)電流信號(hào),采用XTRl05精密電流變送器。它�(nèi)�1�(gè)高精度的儀表放大器�1�(gè)電壓/電流變換器�2�(gè)相同�0�8 mA精密恒流源基�(zhǔn)。傳感器的電壓信�(hào)�13腳輸入;3�4腳之間接滑動(dòng)電阻以調(diào)節(jié)輸出滿幅��1�2�14腳接電源,I/O腳接24 V電源正端(且是�(huán)流注入端)�7腳通過�(fù)載電阻RL接電源負(fù)�(也是�(huán)流信�(hào)輸出�)�8�9腳外接BD235三極�,該三極管是4�20 mA電流回路的主要電流傳�(dǎo)器件,能將外部電源電流與XTRl05的內(nèi)部消耗嚴(yán)格地分開�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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