专利名称：微型气体探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体探测器结构领域，特别涉及微型传感器结构领域，具体是指 一种微型气体探测器。
背景技术：
在对于危险场所分类中，一区和二区可能出现爆炸性气体以及有毒有害气体，危 及公共安全。因此使用气体探测器对危险气体事故进行预知检测，并据此进行防范显得尤 为重要。在工业领域，危险气体出现的种类极其多样化，危险场所环境通常也极为恶劣，因 此对不同的危险气体进行同时防护也已成为对危险场所的气体探测中最为迫切的需要。由 于探测环境的不同，对公共危险的程度不同，需要的输出信息方式和安装方式也各异。现有 的探测器一般都是单一的探测构造，每一种探测器结构只能检测一种气体，并且输出模式 单一化。这就使得使用方式有很大的局限性，即一种探测器只能与单一对应模式的报警控 制器装置联合使用，而无法与其它报警装置联合使用，因此使用方式不够灵活。此外，对工 业气体探测器的安装维护也十分重要。现有气体探测器更换探测气体种类的探头，或更换 损坏的探头，又或者执行间期调校工作时，必须将整个探头整机拆卸下来全部更换。因此操 作比较复杂，尤其是在一些地形复杂的工地场所，例如设置于高处的气体探测装置，更换探 头就会显得十分困难。

实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种具有通用的转接模 块，可转接各种传感器，并具有通用输出接口，结构简单，成本低廉，且应用范围较为广泛的 微型气体探测器。为了实现上述的目的，本实用新型的微型气体探测器具有如下构成该微型气体探测器包括传感器模块和转接模块，所述的转接模块具有插针和外接 接口单元，所述的传感器模块具有插座，所述的转接模块与所述的传感器模块通过所述的 插针与插座插接固定。在该微型气体探测器中，所述的传感器模块包括传感器单元、传感器参数单元、信 号放大输出单元、微处理器单元和传感器模块电源单元，所述的传感器模块电源单元分别 连接所述的传感器单元、传感器参数单元和微处理器单元，所述的传感器单元顺序通过所 述的传感器参数单元和信号放大输出单元连接所述的微处理器单元，所述的微处理器单元 和传感器模块电源单元均通过所述的插座和插针连接所述的转接模块。在该微型气体探测器中，所述的传感器单元为红外可燃气体传感器、红外二氧化 碳气体传感器、催化可燃气体传感器、半导体可燃气体传感器、毒性气体传感器及氧气传感 器中的一种。在该微型气体探测器中，所述的传感器模块还包括调校端口、模数转换端口和信 息通信端口，所述的微处理器单元的输出端分别通过所述的调校端口、模数转换端口和信息通信端口连接所述的插座。在该微型气体探测器中，所述的传感器参数单元包括基准电压参考电路和传感器 参数电路，所述的基准电压参考电路和传感器参数电路的输出端均连接信号放大输出单 元，所述的基准电压参考电路的输入端连接所述的传感器模块电源单元，所述的传感器参 数电路的输入端连接所述的传感器单元。在该微型气体探测器中，所述的传感器模块还包括温度补偿单元，所述的温度补 偿单元连接于所述的微处理器单元。在该微型气体探测器中，所述的转接模块还包括转接模块电源单元、硬件调校单 元、信息通信单元和数模转换单元，所述的转接模块电源单元分别连接所述的硬件调校单 元和数模转换单元，所述的转接模块电源单元、硬件调校单元、信息通信单元和数模转换单 元均连接所述的外接接口单元和所述的插针，并通过所述的插针和插座连接所述的传感器 模块。在该微型气体探测器中，所述的外接接口单元包括电源线、数字信号传输线、模拟 信号传输线和定标线，所述的电源线连接于所述的转接模块电源单元，所述的数字信号传 输线连接于所述的信息通信单元，所述的模拟信号传输线连接于所述的数模转换单元，所 述的标定线连接于所述的硬件调校单元。在该微型气体探测器中，所述的传感器模块包括一传感器罩，所述的插座设置于 传感器罩的一端，所述的传感器罩的另一端设置有进气口。在该微型气体探测器中，所述的转接模块包括一标准转接头，所述的标准转接头 的一端为所述的插针，另一端为所述的外接接口单元。所述的标准转接头为标准螺纹接头。在该微型气体探测器中，所述的微型气体探测器还包括壳体，所述的壳体连接固 定于所述的转接模块，所述的传感器模块设置于所述的壳体内。所述的壳体的一端的固定 连接于转接模块，壳体的另一端设置有防虫网。采用了该实用新型的微型气体探测器，由于其包括传感器模块和转接模块，且转 接模块具有插针和外接接口单元，传感器模块具有插座，转接模块与传感器模块通过插针 与插座插接固定，使得该气体探测器可以方便地更换不同的传感器模块，从而应用于具有 不同目标探测气体的场所。本实用新型的结构简单，成本低廉，且应用范围较为广泛。

图1为本实用新型的微型气体探测器的功能模块结构示意图。图2为本实用新型的微型气体探测器的分拆结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1及图2所示，分别为本实用新型的微型气体探测器的功能模块结构示 意图和分拆结构示意图。在本实用新型的一种实施方式中，该微型气体探测器包括传感器模块1和转接模 块2，转接模块2具有插针21和外接接口单元22，传感器模块1具有插座11，转接模块2与 传感器模1块通过所述的插针21与插座11插接固定。其中，所述的传感器模块1包括传感器单元12、传感器参数单元、信号放大输出单元、微处理器单元和传感器模块电源单元。 所述的传感器模块电源单元分别连接所述的传感器单元12、传感器参数单元和微处理器单 元，所述的传感器单元12顺序通过所述的传感器参数单元和信号放大输出单元连接所述 的微处理器单元，所述的微处理器单元和传感器模块电源单元均通过所述的插座11和插 针21连接所述的转接模块2。传感器模块1还包括调校端口、模数转换端口和信息通信端 口。所述的微处理器单元的输出端分别通过所述的调校端口、模数转换端口和信息通信端 口连接所述的插座11。所述的转接模块2还包括转接模块电源单元、硬件调校单元、信息通 信单元和数模转换单元，所述的转接模块电源单元分别连接所述的硬件调校单元和数模转 换单元，所述的转接模块电源单元、硬件调校单元、信息通信单元和数模转换单元均连接所 述的外接接口单元22和所述的插针21，并通过所述的插针21和插座11连接所述的传感器 模块1。所述的转接模块2的外接接口单元22包括电源线、数字信号传输线、模拟信号传输 线和定标线，所述的电源线连接于所述的转接模块电源单元，所述的数字信号传输线连接 于所述的信息通信单元，所述的模拟信号传输线连接于所述的数模转换单元，所述的定标 线连接于所述的硬件调校单元。在该实施方式中，所述的传感器单元12为红外可燃气体传感器、红外二氧化碳气 体传感器、催化可燃气体传感器、半导体可燃气体传感器、毒性气体传感器及氧气传感器中 的一种。在一种优选的实施方式中，所述的传感器模块1还包括温度补偿单元，所述的温 度补偿单元连接于所述的微处理器单元。在另一种优选的实施方式中，所述传感器模块1中的传感器参数单元包括基准电 压参考电路和传感器参数电路，所述的基准电压参考电路和传感器参数电路的输出端均连 接信号放大输出单元，所述的基准电压参考电路的输入端连接所述的传感器模块电源单 元，所述的传感器参数电路的输入端连接所述的传感器单元12。在又一种优选的实施方式中，所述的传感器模块1包括一传感器罩13，所述的插 座11设置于传感器罩13的一端，所述的传感器罩13的另一端设置有进气口。所述的转接 模块2包括一标准转接头23，所述的标准转接头23的一端为所述的插针21，另一端为所述 的外接接口单元22。所述的标准转接头23为标准螺纹接头。在更优选的实施方式中，所述的微型气体探测器还包括壳体3，所述的壳体3连接 固定于所述的转接模块2，所述的传感器模块1设置于所述的壳体3内。所述的壳体3的一 端的固定连接于转接模块2，壳体3的另一端设置有防虫网31。在实际应用中，本实用新型的微型气体探测器，如图2所示，由传感器模块1和转 接模块2连接组成。转接模块2接不同的传感器模块1可以形成探测不同气体的探测器。 传感器模块1由第四印刷电路板44和第五印刷电路板45连接而成，主要功能是处理传感 器输出信号，对信号处理放大输出给微处理器单元，微处理器单元通过软件编程实现通讯 功能，以及模数转换、温度补偿和非线性补偿等功能。转接模块2由第一印刷电路板41、第 二印刷电路板42和第三印刷电路板43连接而成，主要为了统一实现数模转换输出电流信 号，转接RS485通讯接口电路以及调零标定接口。该微型气体探测器还包括壳体3、转接头23和传感器罩13。传感器模块1与转接 模块2由插针21和插座11连接，可以即插即用。转接模块2为通用部件，根据需要更换测试气体种类，只需直接更换匹配标定好的传感器模块1即可。所述传感器模块1灌封在传感器罩13中，组成一个集成的传感器。所述传感器模 块1由第四印刷电路板44、第五印刷电路板45和传感器12组成。第五印刷电路板45是由传感器参数电路、基准参考电压电路、传感器信号放大及 输出电路构成。传感器参数电路是根据不同传感器所需的参数设置设计的电路，主要参考 传感器厂家提供的参数电路。基准参考电压电路是为了抬高探测器的零点信号采样值，这 样可对探测器负漂进行硬件防护处理。传感器信号放大电路由两级运放构成，两级运放之 间用预留电阻连接，目的是可以根据传感器本身信号强弱来配置放大倍数。第四印刷电路板44由+5V转+2. 5V、+3. 3V电源电路和模数转换，RS485通讯电路， 传感器温度补偿电路等微处理单元电路组成。+5V转+2. 5V主要是为催化型传感器提供电 源，+5V转+3. 3V主要是为红外型传感器及其微处理器提供使用的电源。内置微处理器采 集传感器信号进行抗干扰处理、温度补偿、非线性补偿后，一方面转给转接单元进行数模转 换输出模拟信号，另一方面通过数字通讯模式与外部接口。RS485通讯电路，采用标准通用的M0DUBUS协议编程读命令和写命令完成数字通 讯。通过两根差分信号与外界通信，可实现实现对传感器调零和标定，以及读浓度和读传感 器信息等功能。在安装前对进行传感器标定，这些标定测试数据以及传感器类型测试量程等信息 储存在微处理器中，使传感器智能化。转接模块2中的第一印刷电路板41主要处理保护外部输入的24V电源，对输出的 模拟电流信号进行抗干扰处理，通信电路接口输出处理，并且转接标定接口。第二印刷电路板42主要是直流-直流转换电路，把MV电源转换成5V电源。第三印刷电路板43主要是硬件调校电路和数模转换电路。数模转换电路输出4 20mA电流信号，采用线性光电耦合器传输模拟电流信号。第一印刷电路板41、第二印刷电路板42和第三印刷电路板43用插针连接器互相 连接，并灌封在转接头内。采用了该实用新型的微型气体探测器，由于其包括传感器模块和转接模块，且转 接模块具有插针和外接接口单元，传感器模块具有插座，转接模块与传感器模块通过插针 与插座插接固定，使得该气体探测器可以方便地更换不同的传感器模块，从而应用于具有 不同目标探测气体的场所。本实用新型的结构简单，成本低廉，且应用范围较为广泛。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是 说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种微型气体探测器，其特征在于，所述的微型气体探测器包括传感器模块和转接 模块，所述的转接模块具有插针和外接接口单元，所述的传感器模块具有插座，所述的转接 模块与所述的传感器模块通过所述的插针与插座插接固定。
2.根据权利要求1所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器模块包括传感 器单元、传感器参数单元、信号放大输出单元、微处理器单元和传感器模块电源单元，所述 的传感器模块电源单元分别连接所述的传感器单元、传感器参数单元和微处理器单元，所 述的传感器单元顺序通过所述的传感器参数单元和信号放大输出单元连接所述的微处理 器单元，所述的微处理器单元和传感器模块电源单元均通过所述的插座和插针连接所述的 转接模块。
3.根据权利要求2所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器单元为红外可 燃气体传感器、红外二氧化碳气体传感器、催化可燃气体传感器、半导体可燃气体传感器、 毒性气体传感器及氧气传感器中的一种。
4.根据权利要求2所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器模块还包括调 校端口、模数转换端口和信息通信端口，所述的微处理器单元的输出端分别通过所述的调 校端口、模数转换端口和信息通信端口连接所述的插座。
5.根据权利要求2所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器参数单元包括 基准电压参考电路和传感器参数电路，所述的基准电压参考电路和传感器参数电路的输出 端均连接信号放大输出单元，所述的基准电压参考电路的输入端连接所述的传感器模块电 源单元，所述的传感器参数电路的输入端连接所述的传感器单元。
6.根据权利要求2所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器模块还包括温 度补偿单元，所述的温度补偿单元连接于所述的微处理器单元。
7.根据权利要求1所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的转接模块还包括转接 模块电源单元、硬件调校单元、信息通信单元和数模转换单元，所述的转接模块电源单元分 别连接所述的硬件调校单元和数模转换单元，所述的转接模块电源单元、硬件调校单元、信 息通信单元和数模转换单元均连接所述的外接接口单元和所述的插针，并通过所述的插针 和插座连接所述的传感器模块。
8.根据权利要求7所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的外接接口单元包括电 源线、数字信号传输线、模拟信号传输线和标定线，所述的电源线连接于所述的转接模块电 源单元，所述的数字信号传输线连接于所述的信息通信单元，所述的模拟信号传输线连接 于所述的数模转换单元，所述的标定线连接于所述的硬件调校单元。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的传感器模 块包括一传感器罩，所述的插座设置于传感器罩的一端，所述的传感器罩的另一端设置有 进气口。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的转接模 块包括一标准转接头，所述的标准转接头的一端为所述的插针，另一端为所述的外接接口单元。
11.根据权利要求10所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的标准转接头为标准 螺纹接头。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的微型气体探测器还包括壳体，所述的壳体连接固定于所述的转接模块，所述的传感器模块设置于 所述的壳体内。
13.根据权利要求12所述的微型气体探测器，其特征在于，所述的壳体的一端的固定 连接于转接模块，壳体的另一端设置有防虫网。
专利摘要本实用新型涉及一种微型气体探测器，包括传感器模块和转接模块，所述的转接模块具有插针和外接接口单元，所述的传感器模块具有插座，所述的转接模块与所述的传感器模块通过所述的插针与插座插接固定。采用了该种结构的微型气体探测器，由于其包括传感器模块和转接模块，且转接模块具有插针和外接接口单元，传感器模块具有插座，转接模块与传感器模块通过插针与插座插接固定，使得该气体探测器可以方便地更换不同的传感器模块，从而应用于具有不同目标探测气体的场所。
文档编号G01N27/00GK201885963SQ201020634388
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者张 杰, 王爽, 赵波 申请人:上海翼捷工业安防技术有限公司