基于单片机的64路矿用气体传感器智能校验仪

摘要

本发明涉及一种矿用气体传感器校验系统，尤其是一种64路多浓度矿用气体传感器智能校验系统。包括微控制器单元、信号调理单元、通信接口单元和气路系统，微控制器单元包括单片机、配套电源、晶振和复位电路，通信接口单元包括RS-232串口通讯模块，信号调理单元包括传感器输出信号的采集电路及气体流量控制的模拟信号调理电路，的气路系统包括64路控制继电器、流量控制器和电磁阀，信号调理单元、气路系统和瓦斯传感器断电信号通过I/O口与单片机连接，气路系统通过单片机的I/O口控制8个级联的移位寄存器输出64路继电器的控制信号。本发明降低了煤矿对矿用气体传感器校验调校和维护的投入，减少了因为不同设备误差的原因导致传感器校验误差的累积。

主权项

一种基于单片机的64路矿用气体传感器智能校验仪，包括微控制器单元、信号调理单元、通信接口单元和气路系统，其特征在于：所述微控制器单元包括单片机、配套电源、晶振和复位电路，所述通信接口单元包括RS‑232串口通讯模块，所述信号调理单元包括传感器输出信号的采集电路及气体流量控制的模拟信号调理电路；所述气路系统包括8路标准气体、64路控制继电器、流量控制器和电磁阀；所述64路控制继电器通过所述微控制器单元的单片机的I/O口控制8个级联的移位寄存器输出64路控制继电器的控制信号；所述64路控制继电器是通过继电器控制电磁阀通断来进一步控制是否给传感器供应标准气体，将需要开通的继电器控制信号编码通过数据信号端P0.4传输到移位寄存器SN54ALS164J的A和B端口，在时钟信号端P0.5的时钟信号作用下将继电器的控制信号传输到移位寄存器的输出端并将信号锁存，经过达林顿阵列ULN2803放大后控制64路继电器的通断，进而控制电磁阀的开关状态，以实现在传感器调校过程中不同浓度气体的自动切换，能同时对64路传感器进行多种浓度的自动调校；所述的能同时对64路传感器进行多种浓度的自动调校，是指每次通入一种标准气样后，等待气体传感器的数值达到稳定后读取数据，读回后与标准气样值进行比较，如果偏差在要求的范围内则此传感器通过校验，否则对传感器进行校准，再读取数据，如经过连续三次均不能达到要求则认为此传感器已坏，显示“第n 个传感器在第N 浓度不合格！”，提示送厂家处理；使调、校真正成为一体，实现检测、分析与调整的自动闭环功能；所述流量控制器用于对标准气体的流量控制；所述的标准气体的流量控制是经D/A及调理后的电压信号输出给流量控制器来控制电磁比例调节阀的开度，自动根据待测传感器的数量和位置控制标准气体流量的大小和输出通道的开闭，通过自动闭环控制为传感器提供足够的流量，在校验多台气体传感器时确保每一台得到的气体流量稳定在调校传感器规定的流量上，提高测量精度。