专利名称：基于气体检测管信息识别的气体检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于环境监测技术领域，特别涉及一种基于气体检测管信息识别的气体检 测装置，该装置能自动及智能地抽取气体样本、读取气体检测管数据和分析处理数据。
背景技术：
随着工业社会发展，人类生活环境逐渐恶化，大气污染就是其中之一。近年来，专 家学者先后提出“臭氧层空洞”、“温室效应”等由大气污染所引发的环境问题，这说明社会 发展中的环境保护至关重要，刻不容缓。以工业生产、废气排放以及高危险易爆炸等场所的环境监测为应用背景，需要满 足气密性好，耐高温，耐腐蚀和具有一定的防爆性等性能要求。传统的气体检测是以化学反应实验为基础的，气体检测管是这类检测方法的典型 代表，由于其快速、简便、行之有效、安全可靠，得到了迅速的发展。但目前这种方法主要是 由人工完成，操作人员在大量繁琐枯燥的工作中难免疲劳和错误，这样会导致测量效率下 降和数据处理的不准确。

发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提出一种基于气体检测管信息识别的气体检测装 置，替代人工实现使用气体检测管进行空气中气体成分的检测、读取数据和分析处理数据， 能降低操作人员的工作强度，保证检测效率和数据处理的准确性；经常应用于检测工业生 产、废气排放以及高危险易爆炸等场所的环境监测，能满足气密性好，耐高温，耐腐蚀和具 有一定的防爆性等性能要求。测量气体的气体检测管实际是将化学分析方法仪器化，是一种定量、定性、定值的 检测方式，具有化学分析和仪器分析的双重优点。按检测方法分，有比长、比色、比容式气体 检测管。本发明中选择使用比长式气体检测管，它是使一定体积的样品通过气体检测管使 指示粉产生变色，根据变色长度来确定被测气体的单位体积含量，这类气体检测管灵敏度、 准确度最高，应用最为广泛。气体检测管变色长度与被测气体的浓度的关系可以由线性函 数曲线来描述。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种基于气体检测管信息识别的 气体检测装置，包括外壳、底座平板、采样组件、扫描组件、镜头组件、限位传感电路板和控 制电路板。外壳包裹着气体检测装置的所有组件，形成黑暗密闭的工作环境。外壳的外表面 设置有液晶屏及键盘，用于显示数据和进行操作输入；外壳的上表面内侧安装有控制电路 板，是整个装置的控制中心，液晶屏及键盘与外壳内部上表面固定的控制电路板连接；外 壳的一角开有凹槽，凹槽侧面设置有气体检测管安装孔和折断孔，操作人员将气体检测管 两端的玻璃封口插入折断孔并折断玻璃封口，然后将气体检测管通过安装孔插入检测管插 槽，进行气体检测管信息扫描；外壳上在折断孔正下方设有一个抽屉形式的断管收集盒，用来存放已经折断的玻璃封口，断管收集盒可以定期从外壳内抽出清理。所述的底座平板固 定在外壳内部空间的下表面内侧，底座平板上分别固定连接有采样组件、限位传感电路板 和扫描组件，所述的镜头组件固定安装在扫描组件上。采样组件用于采集空气进入两端开封的气体检测管，使大气中待检测气体与气体 检测管中检测剂反应。采样组件包括气体检测管、检测管插槽、检测管支架、检测管接口、检 测管接口压环、抽气接口和动力气泵。气体检测管内装有检测剂，能与进入其中的气体发生化学反应产生颜色变化，通 过检测生成的有色带长度来指示所测气体浓度。气体检测管安装在检测管插槽上，与检测 管插槽上的导槽耦合，一端通过检测管接口压环与检测管插槽一端的检测管接口固定，检 测管接口连接抽气接口 ；另一端通过外壳上的气体检测管安装孔伸出壳体外，作为气体入 口。检测管插槽固定安装在检测管支架的上端，检测管支架的下端固定连接在底座平板上。 动力气泵负责为本装置吸取空气提供动力，动力气泵固定连接在底座平板上，并与抽气接 口连接，抽气接口通过检测管接口与气体检测管连通。所述的扫描组件用于带动连接其上的镜头组件沿着气体检测管直线方向扫描气 体检测管，获取气体检测管上颜色信息，低速移动。扫描组件包括驱动电机、镜头组件固定 座、扫描导轨滑座、限位传感器触发板、传送带、带轮轴托a、带轮轴托b、带轮a、带轮b、导轨 第一托座、底板、扫描导轨滑块、扫描导轨、导轨第二托座和驱动电机固定座。扫描组件的底 板用于组合扫描组件的所有零件，并将扫描组件固定安装在底座平板上。带轮轴托a、b安 装于底板的一端，用于支撑带轮a的工作位置。驱动电机固定座安装于底板的另一端，用于 固定驱动电机。驱动电机的输出轴上固定安装有一个带轮b，由驱动电机提供驱动力。扫描 组件的传送带跨过扫描组件两端的带轮a、b，由带轮a、b带动传送带工作。导轨第一托座 固定安装于带轮轴托a和带轮轴托b上，导轨第二托座固定安装在驱动电机固定座上；扫描 导轨一端固定安装于导轨第一托座上，另一端固定安装于导轨第二托座上；扫描导轨滑块 镶嵌安装于扫描导轨的轨道上，能沿扫描导轨长轴方向自由滑动；扫描导轨滑座固定安装 于扫描导轨滑块上，通过扫描导轨滑座和扫描导轨滑块将传送带夹紧；镜头组件固定座安 装固定于扫描导轨滑块上，通过传送带带动实现直线移动。镜头组件负责采集气体检测管的颜色信息。镜头组件包括垂直照明单元、光源筒、 物镜筒、目镜筒、凸透镜A、凸透镜B、磨砂凸透镜和颜色传感器电路板。垂直照明单元是镜 头组件光路的通道，垂直照明单元含有安装固定端口 A、安装固定端口 B、安装固定端口 C。 光源筒固定安装于垂直照明单元的安装固定端口 A，其一端为通孔，作为光源的入口，光源 筒的光线入口处安装有一个磨砂凸透镜。物镜筒固定安装于垂直照明单元的安装固定端口 B，物镜筒的光线出入口处安装有一个凸透镜A。目镜筒固定安装于垂直照明单元的安装固 定端口 C，目镜筒的光线出口处装有一个凸透镜B。分光镜设置在垂直照明单元内，安装于 三路光线交界处。颜色传感器电路板固定安装于目镜筒的一端，完成对获取的颜色信息的 识别。限位传感电路板负责控制镜头组件和扫描组件的扫描距离，防止超出扫描量程， 造成机械损坏。限位传感电路板包括了传感器电路板和两个限位传感器，所述的传感器电 路板固定安装于底座平板上，在传感器电路板两端各固定安装着一个限位传感器。控制电路板固定安装于外壳上，位于外壳顶部内侧。本发明采用单片机实现智能控制，针对实际情况，在控制电路板上分别设计了以单片机为核心的主控模块、驱动模块、 传感器模块和人机交互模块。本发明的优点在于(1)本发明可以自动完成气体的采样、分析和信息的处理显示，人工操作少，大大 降低操作人员实验操作的强度；(2)选定基于化学变化的气体检测管作为系统核心的工作器件，有效地避免了在 高浓度、高湿度环境下电化学传感器易爆和失效的问题；(3)通过选用不同的气体检测管能够实现一台设备对不同气体的检测；(4)选用单片机作为系统控制核心，能耗低，智能程度高；(5)采用了高精度的导轨导向，高精度的驱动电机来驱动扫描操作，能保证扫描操 作的平稳性和精确性。


图1是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的外壳结构立体图；图2是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的外壳结构背面立体图；图3是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的底座平板结构图；图4是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的外壳内部结构图；图5是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的采样组件结构图；图6是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的镜头组件结构图；图7是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的扫描组件结构图；图8是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的限位传感器电路板位 置关系图；图9是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的限位传感器电路板结 构图；图10是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的控制电路板总体框架 图；图11是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的供电模块原理图；图12是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的串口通信电路原理 图；图13是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的颜色传感器模块控制 电路原理图；图14是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的驱动电机驱动电路原 理图；图15是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的直流电机驱动电路原 理图；图16是本发明基于气体检测管信息识别的气体检测装置的人机交互模块原理 图；图中1.外壳2.底座平板3.釆样组件4.镜头组件5.扫描组件6.限位传感电路板7.控制电路板101.键盘102.液晶屏103.检测管折断口104.断管收集盒105.系统开关106.气体检测管安装孔301.气体检测管302.检测管插槽303.检测管支架304.检测管接口305.检测管接口压环306.抽气接口307.动力气泵401.物镜筒402a.凸透镜A402b.凸透镜B403.光源筒404.磨砂凸透镜405.垂直照明单元406.目镜筒407.颜色传感器电路板408a.固定安装端口 A408b.固定安装端口 B408c.固定安装端口 C501.驱动电机502.镜头组件固定座503.扫描导轨滑座504.限位传感器触发板505.传送带506a.带轮轴托a506b.带轮轴托b507a.带轮a507b.带轮b508.导轨第一托座509.底板510.扫描导轨滑块511.扫描导轨512.导轨第二托座513.驱动电机固定座601 a.限位传感器a601b.限位传感器b602.传感器电路板701.主控模块702.电源模块703.驱动模块704.传感器模块705.人机交互模块
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限定。本发明是一种基于气体检测管信息识别的气体检测装置，如图1 图8所示，包括 外壳1、底座平板2、采样组件3、镜头组件4、扫描组件5、限位传感器电路板6和控制电路板 7。如图1所示，所述的外壳1为长方体结构，在长方体结构的一个顶角处挖一个三面 垂直的凹槽，凹槽的长、宽、高均小于壳体的长、宽、高。在所述外壳1内部，下表面固定底座 平板2，外壳1包含着所有的工作部分，并与底座平板2共同构成一个黑暗的工作空间，底座 平板2上固定连接采样组件3、扫描组件5和限位传感器电路板6，控制电路板7固定安装 于外壳1上，位于外壳顶部上表面的内侧，，镜头组件4固定安装于扫描组件5的镜头组件 固定座502上。在所述气体检测装置的外壳1的上表面外侧固定安装有键盘101和液晶屏102，通 过键盘101完成对系统工作方式和工作状态的控制，通过液晶屏102完成对获取参数的实 时显示，键盘101和液晶屏102与外壳1内部的控制电路板7连接，用于对装置交互操作。 所述键盘101不局限于图示键盘，可以是其他适用于本发明的键盘。所述外壳1的凹槽部分的一个侧表面上开有气体检测管301的气体检测管安装孔106，气体检测管301可以从此 装入并由气体检测管安装孔106向外伸出一截以吸收气体。所述外壳1的凹槽部分下表面 上开有气体检测管301检测管折断口 103，气体检测管301装入气体检测管安装孔106前通 过此检测管折断口 103辅助折断封口。在检测管折断口 103下方为断管收集盒104，气体 检测管301通过检测管折断口 103折断封口后断裂的封口部分会自动掉入断管收集盒104 内，断管收集盒104可以定期从外壳1内抽出清理。如图2，所述外壳1的后部侧壁上安装 有系统开关105，负责系统电源的通断。如图3所示，底座平板2固定安装于外壳1下表面内侧，与外壳1共同构成一个黑 暗的工作空间，底座平板2表面按设计要求分别加工有螺纹孔，形成四个固定连接位置A、 A'、B和C，其中固定连接位置A与采样组件3中的检测管支架303固定连接以保证气体检 测管301有稳定的工作位置；固定连接位置A'与采样组件3中的动力气泵307固定连接 以保证动力气泵307可以稳定的工作；固定连接位置B与限位传感电路板6固定连接以保 证能精确地控制扫描行程；固定连接位置C与扫描组件5固定连接以保证扫描组件有稳定 的工作位置。如图4、图5所示，采样组件3用于采集空气进入两端开封的气体检测管301， 使待检测气体与气体检测管301中检测剂反应。采样组件3包括气体检测管301、检测管 插槽302、检测管支架303、检测管接口 304、检测管接口压环305、抽气接口 306和动力气泵 307。所述检测管支架303垂直固定在底座平板2的固定安装位置A处；检测管插槽302水 平固定安装于检测管支架303的上端以保证采样组件3处于稳定的工作状态；气体检测管 301安装在检测管插槽302的水平轴向凹槽内，气体检测管301的两端使用前先折断，一端 穿过气体检测管安装孔106伸出壳体外裸露于空气中，作为气体入口，另一端安装于检测 管接口 304上，以保证处于稳定的工作状态；检测管接口压环305固定安装于检测管插槽 302的后端，将检测管接口 304固定于检测管插槽302上，并实现气体检测管301与检测管 接口 304的固定连接；抽气接口 306 —端固定安装于检测管插槽302上，抽气接口 306通过 检测管接口与气体检测管301连通；抽气接口 306另一端通过软管与动力气泵307连接；动 力气泵307固定安装于底座平板2的固定安装位置A'处。如图6所示，镜头组件4负责采集气体检测管301的颜色信息。镜头组件4包括 物镜筒401、凸透镜A402a、凸透镜B402b、光源筒403、磨砂凸透镜404、垂直照明单元405、 目镜筒406和颜色传感器电路板407。凸透镜A402a固定安装于物镜筒401的光线出入口 处，凸透镜B402b固定安装于目镜筒406的光线出口处，起到调整光线方向的作用；磨砂凸 透镜404固定安装于光源筒403的光线入口处，可以将点光源入射的光线调整成均勻柔和 的平行光，进入到垂直照明单元405 ；物镜筒401是光线照射到物体表面的出口和物体反射 光线的入口，点光源入射的光线经过光源筒403和磨砂凸透镜404调整后，被垂直照明单元 405中的分光镜分光后再通过物镜筒401照射到物体表面，物体表面就会反射回光线，反射 回的光线通过物镜筒401入射到垂直照明单元405，经过垂直照明单元405内的分光镜后再 经过凸透镜B402b由目镜筒406照射到颜色传感器电路板407，进行光线的采样分析。物 镜筒401、光源筒403和目镜筒406分别安装于垂直照明单元405的固定安装端口 B408b、 固定安装端口 A408a和固定安装端口 C408c ；颜色传感器电路板407固定安装于目镜筒406 的另一端。如图7所示，扫描组件5用于带动连接其上的镜头组件4沿着气体检测管301直线方向扫描气体检测管301，获取气体检测管301上颜色信息。扫描组件5包括驱动电机 501、镜头组件固定座502、扫描导轨滑座503、限位传感器触发板504、传送带505、带轮轴托 a506a、带轮轴托b506b、带轮a507a、带轮b507b、导轨第一托座508、底板509、扫描导轨滑块 510、扫描导轨511、导轨第二托座512、驱动电机固定座513。底板509上开有螺纹孔和沉 孔，底板509的上表面，一端垂直固定安装有相互平行的带轮轴托a506a和带轮轴托b506b， 另一端固定安装有驱动电机固定座513，底板509自身固定安装于底座平板2的固定安装 位置C上，保证整个扫描组件5有稳定的工作位置；驱动电机501固定安装于驱动电机固 定座513上，驱动电机501的输出轴上安装有带轮b507b，保证带轮b507b有稳定的工作位 置；带轮轴托a506a和带轮轴托b506b之间安装带轮a507a，带轮a507a和带轮b507b之间 连接传送带505，驱动电机501驱动带轮b507b转动来带动传送带505的运行；导轨第一托 座508固定安装于带轮轴托a506a和带轮轴托b506b上，导轨第二托座512固定安装在驱 动电机固定座513上；扫描导轨511 —端固定安装于导轨第一托座508，另一端固定安装于 导轨第二托座512上；扫描导轨滑块510镶嵌安装于扫描导轨511的轨道上，能沿扫描导轨 511长轴方向自由滑动，带动扫描组件5的工作部分工作；扫描导轨滑座503固定安装于扫 描导轨滑块510上，通过扫描导轨滑座503和扫描导轨滑块510将传送带505夹紧，从而传 送带505可以带动扫描导轨滑座503和扫描导轨滑块510在扫描导轨511的轨道上移动； 镜头组件固定座502固定安装于扫描导轨滑座503上，镜头组件固定座502用于固定镜头 组件4的工作位置，如图4和图6所示，所述的镜头组件4中的垂直照明单元405可以固定 在镜头组件固定座502的圆形孔内，保证镜头组件4平稳工作。这样，在扫描组件5运动的 过程中，镜头组件4随之一起沿着气体检测管301的轴向运动，从而实现镜头组件4对气体 检测管301内部的颜色信息的实时采集。所述的限位传感器触发板504固定安装于扫描导 轨滑座503 —端的下表面。所述的驱动电机501为步进电机、直流电机以及其他适合于本 装置中驱动扫描组件工作的驱动电机。如图8、图9所示，限位传感电路板6负责控制扫描组件5带动镜头组件4的扫描 距离，防止超出扫描量程，造成机械损坏。限位传感电路板6包括限位传感器a601a、限位传 感器b601b和传感器电路板602。所述传感器电路板602固定安装于底座平板2的固定安 装位置B保证稳定的工作位置；限位传感器a601a和限位传感器b601b分别固定于传感器 电路板602长度方向的两个位置上，形成一个工作距离，当扫描组件5工作时，其上的限位 传感器触发板504会随之在两个限位传感器a601a和b601b之间移动，若扫描组件5的扫 描距离在限位传感器电路板6的一端超出两个限位传感器之间的距离时，限位传感器触发 板504便会触发这一端的限位传感器，扫描组件5停止工作，从而不至于造成机械损坏。本发明采用单片机实现智能控制，针对实际情况，在控制电路板7上分别设计了 以单片机为核心的主控模块701、电源模块702、驱动模块703、传感器模块704和人机交互 模块705，如图10 12所示，所述的主控模块701包括供电模块、串口通信电路和单片机， 单片机使用MSP430F149，如图11，电源模块702由外部24V电源供电，通过LM2575-5调压 芯片将24V电压降压为5V输出，再通过LMl 117调压芯片将5V电压降压为3. 3V输出，从而 使控制电路板7可以提供三种不同的电压输出；如图12，串口通信电路使用MAX2232及其 外围电路实现控制电路板7中单片机与上位机的串口通信。传感器模块704包括颜色传感器模块和限位传感器模块，如图13所示，颜色传感器模块的控制电路采用了具有高分辨率的TCS230芯片，将TCS230的SO、Si、S2和S3四个 引脚分别与主控模块701中的单片机的P17、P20、P21和P22引脚连接，实现对TCS230的编 程控制；将TCS230的OUT引脚与单片机的P15引脚相连，使单片机接收颜色传感器送回的 频率信号，进行颜色信息的分析；限位传感器模块的控制电路包括两个对射光电传感器，将 两个对射光电传感器的输出端分别与单片机的Pl. 1和Pl. 2引脚连接，单片机接收到限位 传感器送回的模拟信号即进入中断，停止扫描的进行，在限位传感器的控制电路与控制电 路板7的其它电路之间采用光电隔离，防止模拟量信号与数字量信号之间的干扰。如图14-15所示，驱动模块703包括驱动电机驱动电路(如图14)和直流电机驱 动模块(如图15)。当扫描组件5中的驱动电机选用步进电机的时候，所述的驱动电机驱 动电路采用步进电机驱动电路，驱动电机驱动电路选用A3972驱动芯片，主控单片机芯片 MSP430F149通过4位I/O 口(P54-P57引脚)输出驱动信号，经过电压转换芯片LJ245A，将 主控单片机芯片MSP430F149输出的3. 3V信号转换为5V信号，供给A3972使用。A3972接 收到相应指令时，通过内部晶振转换，输出可以驱动步进电机的PWM波。所述的直流电机用 于带动动力气泵工作，直流电机驱动模块的驱动芯片选用LM2575-ADJ可变式调压芯片，如 图15，调压芯片的使能管脚EN与主控单片机芯片一个I/O 口相连，通过主控单片机芯片控 制该调压芯片的输出信号，以控制直流电机通断时间。如图16所示，人机交互模块705包括键盘输入和液晶屏显示输出两部分，分别对 应控制外壳1上的键盘101和液晶屏102。本系统共需要四个按键，分别控制系统初始化、 开始、暂停和停止功能，按键一端直接与主控单片机芯片的P23 P26四个端口连接，并用 3. 3V电压上拉，使其读取到高电平，按键另一端接地，当无键闭合时，端口电平为高；当有 键闭合时，端口电平为低，采用持续查询方法判断按键状态，按键状态改变时即执行相应功 能；本系统中选用了 LCM12232ZK液晶显示模块，主控单片机芯片MSP430F149通过P40-P47 引脚输出8位数据信号，通过P50-P52引脚输出3个控制信号，经过电压转换芯片LJ245A， 将主控单片机芯片输出的3. 3V信号转换为5V信号，输出给LCM12232ZK液晶显示模块，实 现对液晶屏102的显示控制。本发明提供的基于气体检测管信息识别的气体检测装置工作时，首先将气体检测 管301通过检测管折断口 103折断封口，折断封口后的气体检测管301插入到检测管插槽 302中，并通过检测管接口 304固定密封，经过抽气接口 306与动力气泵307相连接。动力 气泵307工作开始抽取空气，使得气体检测管301内气压降低，迫使大气进入到气体检测管 301内。大气流经气体检测管301内的检测剂，大气中的待检测气体与检测剂发生化学反 应，使得检测剂的颜色改变。待达到额定抽取空气体积时，动力气泵307停止。等待1 2 分钟，待检测气体与检测剂反应充分后，启动镜头组件4和扫描组件5，扫描组件5带动镜头 组件4沿着气体检测管301直线方向进行移动扫描，镜头组件4将气体检测管301上反射 的光线传输到颜色传感器电路板407，并由颜色传感器电路板407上的颜色传感器TCS230 获取当前的颜色信息，并将颜色信息传输到单片机。经过单片机的运算识别处理，最终的待 检测气体在大气中的含量会显示在液晶屏102上。
权利要求
基于气体检测管信息识别的气体检测装置，其特征在于包括外壳、底座平板、采样组件、扫描组件、镜头组件、限位传感电路板和控制电路板；所述的外壳为长方体结构，在长方体结构的一个顶角处挖一个三面垂直的凹槽，外壳的上表面的内侧固定连接控制电路板，上表面的外侧固定安装有键盘和液晶屏，键盘和液晶屏分别与上表面内侧的控制电路板连接；外壳的下表面的内部固定连接底座平板，底座平板上固定连接有采样组件、扫描组件和限位传感电路板，所述的镜头组件固定安装在扫描组件上；所述的采样组件包括气体检测管、检测管插槽、检测管支架、检测管接口、检测管接口压环、抽气接口和动力气泵，所述的检测管支架垂直固定在底座平板上，检测管支架上水平固定检测管插槽，所述的气体检测管安装在检测管插槽上，与检测管插槽上的导槽耦合，气体检测管的一端通过检测管接口压环与检测管插槽后端的检测管接口固定连接，检测管接口连接抽气接口，另一端通过外壳上的安装孔伸出壳体外，作为气体入口；所述的动力气泵固定连接在底座平板上，用于驱动抽气接口抽吸气体检测管内空气；所述的扫描组件包括驱动电机、镜头组件固定座、扫描导轨滑座、限位传感器触发板、传送带、带轮轴托a、带轮轴托b、带轮a、带轮b、导轨第一托座、底板、扫描导轨滑块、扫描导轨、导轨第二托座和驱动电机固定座；所述的底板固定安装在底座平板上，底板的一端安装带轮轴托a和带轮轴托b，带轮轴托a和带轮轴托b之间安装带轮a，底板的另一端安装驱动电机固定座，用于固定驱动电机；驱动电机的输出轴上固定安装有一个带轮b，由驱动电机提供驱动力，扫描组件的传送带跨过扫描组件两端的带轮a和带轮b，由带轮b带动传送带工作；导轨第一托座固定安装于带轮轴托a和带轮轴托b上，导轨第二托座固定安装在驱动电机固定座上；扫描导轨一端固定安装于导轨第一托座上，另一端固定安装于导轨第二托座上；扫描导轨滑块镶嵌安装于扫描导轨的轨道上，能沿扫描导轨长轴方向自由滑动；扫描导轨滑座固定安装于扫描导轨滑块上，通过扫描导轨滑座和扫描导轨滑块将传送带夹紧；镜头组件固定座固定安装于扫描导轨滑座上；所述的镜头组件包括物镜筒、凸透镜A、凸透镜B、光源筒、磨砂凸透镜、垂直照明单元、目镜筒和颜色传感器电路板，所述的垂直照明单元含有安装固定端口A、安装固定端口B、安装固定端口C，光源筒固定安装于垂直照明单元的安装固定端口A，物镜筒固定安装于垂直照明单元的安装固定端口B，目镜筒固定安装于垂直照明单元的安装固定端口C，分光镜设置在垂直照明单元内，安装于三路光线交界处，传感器电路板固定安装于目镜筒的一端；所述的凸透镜A固定安装于物镜筒的光线出入口处，所述的凸透镜B固定安装于目镜筒的光线出口处，磨砂凸透镜固定安装于光源筒的光线入口处；限位传感电路板包括传感器电路板和两个限位传感器，所述的传感器电路板固定安装于底座平板上，在传感器电路板两端各固定安装着一个限位传感器。
2.根据权利要求1所述的基于气体检测管信息识别的气体检测装置，其特征在于所 述的限位传感器是对射光电传感器、电磁式传感器、电涡流传感器、激光传感器、位置开关 中的一种。
3.根据权利要求1所述的基于气体检测管信息识别的气体检测装置，其特征在于所 述的控制电路板包括主控模块、电源模块、驱动模块、传感器模块和人机交互模块，主控模 块采用主控单片机芯片MSP430F149，采用LM2575-5调压芯片和LMl 117调压芯片，将电源模 块的供电电压转换成24V、5V和3. 3V三种电压供电，采用MAX2232实现控制电路板与上位机的串口通信；驱动模块包括驱动电机驱动电路和直流电机驱动模块，其中驱动电机驱动 电路采用A3972驱动芯片实现驱动，直流电机驱动模块采用LM2575-ADJ可变式调压芯片实 现对动力气泵直流电机的控制；人机交互模块包括键盘输入和液晶屏显示输出两部分，其 中的液晶屏显示输出采用了 LCM12232ZK液晶显示模块，采用LJ245A电压转换芯片实现单 片机与液晶显示模块之间的电压转换；所述的传感器模块包括颜色传感器模块和限位传感 器模块，所述颜色传感器模块的控制电路采用TCS230芯片，限位传感器模块的控制电路包 括两个对射光电传感器，两个对射光电传感器的输出端分别与单片机的Pl. 1和Pl. 2引脚 连接。
4.根据权利要求1所述的基于气体检测管信息识别的气体检测装置，其特征在于所 述的外壳上的凹槽的一个侧表面上开有气体检测管的安装孔，下表面上开有气体检测管折 断口，在折断口下方为断管收集盒，所述外壳的后部侧壁上安装有系统开关，负责系统电源 的通断。
全文摘要
本发明公开了一种基于气体检测管信息识别的气体检测装置，包括外壳、底座平板、采样组件、镜头组件、扫描组件、限位传感器电路板和控制电路板；采样组件、扫描组件和限位传感器电路板分别于底座平板对应位置固定安装；镜头组件固定安装在扫描组件上；外壳固定于底座平板上，将工作组件包覆其中，构成黑暗的工作坏境。本发明主要基于气体检测管实现对空气中气体成分的检测、读取数据和分析处理数据。本发明的所有都是在单片机构成的主控系统控制下自动完成，整套装置结构紧凑、操作方便。
文档编号G01N1/24GK101949857SQ20101028302
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者刘威龙, 吴钪, 孙明磊, 文闻, 李松林, 申文杰 申请人:北京航空航天大学