一种具有多种气体检测能力的数据处理终端的制作方法

1.本发明涉及气体检测领域，具体涉及一种具有多种气体检测能力的数据处理终端。


背景技术：

2.矿井下存在多种气体，需要对井下的气体进行实时检测，根据其浓度进行及时排气处理，避免对井下作业人员造成身体损伤。传统气体检测过程中，针对每种气体需要有专用的气体检测传感器，检测过程繁琐，并且成本较高，无法模块化检测，形成统一监控。并且矿井下的气体成分复杂，湿润度高，很容易损坏气体检测传感器，导致检测数据不准确，增加成本支出，甚至对人体安全造成威胁。


技术实现要素：

3.为此，本发明提供一种有多种气体检测能力的数据处理终端，以解决现有矿井下气体浓度检测精准度低、集成化程度不高的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明公开了一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，所述数据处理终端包括：泵吸模块、传感模块和nb
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iot模块，所述泵吸模块将降下气体匀速吸入传感模块，在泵吸模块内设有固体杂质滤除和除湿装置，对吸入气体进行初步过滤和除湿，所述传感模块包括多个集成多种功能的气体传感器，通过多种传感器分析气体中各成分的浓度，所述nb
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iot模块控制泵吸模块和传感模块的供电，并与传感模块建立连接，收发控制指令，传送传感模块检测的气体浓度值，并与后台系统建立通信连接。
6.进一步地，所述泵吸模块包括：吸气泵、防水透气膜、单向阀和吸水树脂，所述单向阀安装在吸气泵的进气口，通过单向阀控制单向进气，所述防水透气膜设置在单向阀后侧，对吸入气体中的水分进行初步过滤，所述吸水树脂设置在防水透气膜后侧，再次对吸入的气体进行水分的吸附，保证气体的干燥性。
7.进一步地，所述传感模块包括：三合一传感器、甲烷传感器和温湿度传感器，所述三合一传感器集成一氧化碳传感器、硫化氢传感器和氧气传感器，通过三合一传感器能够一次性检测气体中一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度，所述甲烷检测检测气体中甲烷的含量，所述温湿度传感器检测气体的温度和湿度，所述三合一传感器和甲烷传感器均与泵吸模块连接，所述温湿度传感器直接处于开放环境中。
8.进一步地，所述三合一传感器内还设置有有主控单元和采集处理单元，所述主控单元接收nb
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iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到气体浓度采集指令后，将采集的数据处理成气体浓度值。
9.进一步地，所述三合一传感器内设置有多种化学试剂，吸入气体后，不同成分的气体与化学试剂进行反应，三合一传感器内的采集处理单元采集化学反应前后各组分引起的传感器电动势差，传感器电流随着气体浓度变化而变化，通过电压转换器将电流值转换为
电压值，通过采集处理单元将采集的电压值换算为气体浓度值，气体浓度值被传送至主控单元。
10.进一步地，所述甲烷传感器内同样设置有有主控单元和采集处理单元，所述主控单元接收nb
‑
iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到甲烷浓度采集指令后，将采集的数据处理成甲烷浓度值。
11.进一步地，所述nb
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iot模块向三合一传感器、甲烷传感器、温湿度传感器和泵吸模块供电，nb
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iot模块通过串口通信向甲烷传感器和三合一传感器的主控单元发送气体浓度采集指令。
12.进一步地，所述甲烷传感器和三合一传感器的主控单元将采集处理后的气体浓度值通过串口通信发送至nb
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iot模块，温湿度传感器采集的气体温湿度数据i2c接口发送至nb
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iot模块，所述nb
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iot模块将采集的气体浓度值发送至后台系统。
13.本发明具有如下优点：
14.本发明公开了一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，利用三合一传感器能够检测一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度，集成度高，具有多种气体浓度检测能力，泵吸模块保证吸入的气体干燥、不带有固体杂质，降低对各个传感器的损害，降低成本，保证传感器检测的准确性。同时nb
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iot模块能够进行电源控制，指令下发，数据回传，进行多种功能的集成，操作更加方便。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
16.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
17.图1为本发明实施例提供的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端的三合一传感器内部示意图；
18.图2为本发明实施例提供的氧化碳传感器采集处理单元电路图；
19.图3为本发明实施例提供的氧气传感器采集处理单元电路图；
20.图4为本发明实施例提供的硫化氢传感器采集处理单元电路图；
21.图5为本发明实施例提供的三合一传感器电路图；
22.图6为本发明实施例提供的nb
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iot模块电路图；
23.图中：1
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三合一传感器、2
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一氧化碳传感器采集处理单元、3
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氧气传感器采集处理单元、4
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硫化氢传感器采集处理单元、5
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主控单元、6
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串口
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明
书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例
26.本实施例公开了一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，所述数据处理终端包括：泵吸模块、传感模块和nb
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iot模块，所述泵吸模块将降下气体匀速吸入传感模块，在泵吸模块内设有固体杂质滤除和除湿装置，对吸入气体进行初步过滤和除湿，所述传感模块包括多个集成多种功能的气体传感器，通过多种传感器分析气体中各成分的浓度，所述nb
‑
iot模块控制泵吸模块和传感模块的供电，并与传感模块建立连接，收发控制指令，传送传感模块检测的气体浓度值，并与后台系统建立通信连接。
27.矿井下环境是一个高湿度环境且空气相对恶劣也可能伴有其他杂质颗粒物，空气中含有水分、杂质这样会对气体检测的精度产生影响。传统气体吸入一般直接采用气泵吸入环境气体，对传感器造成极大伤害。本实施中通过泵吸模块将环境气体吸入传感器内，所述泵吸模块包括：吸气泵、防水透气膜、单向阀和吸水树脂，所述单向阀安装在吸气泵的进气口，通过单向阀控制单向进气，保证吸入气体的平稳，放置气体倒灌；所述防水透气膜设置在单向阀后侧，对吸入气体中的水分进行初步过滤，所述吸水树脂设置在防水透气膜后侧，再次对吸入的气体进行水分的吸附，保证气体的干燥性。通过防水透气膜和吸水树脂能够保证吸入气体的干燥，避免潮湿的空气造成传感器的损坏，并且防水透气膜和吸水树脂只是对水分进行过滤吸附，不会对吸入气体的化学成本造成改变，对检测结果造成影响。
28.本实施例中，传感模块包括：三合一传感器1、甲烷传感器和温湿度传感器，所述三合一传感器1集成一氧化碳传感器、硫化氢传感器和氧气传感器，通过三合一传感器1能够一次性检测气体中一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度，所述甲烷检测检测气体中甲烷的含量，所述温湿度传感器检测气体的温度和湿度，所述三合一传感器1和甲烷传感器均与泵吸模块连接，所述温湿度传感器直接处于开放环境中。三合一传感器1、甲烷传感器和温湿度传感器均通过nb
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iot模块进行供电。
29.三合一传感器1内设置有有主控单元5和采集处理单元，所述主控单元5接收nb
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iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到气体浓度采集指令后，将采集的数据处理成气体浓度值，主控单元5将检测到的气体浓度值传送至nb
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iot模块。
30.本实施例中，nb
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iot模块需要采集三合一传感器1模块数据时正常唤醒，通过控制电源给三合一传感器1模块和泵吸模块供电，然后泵吸模块和三合一传感器1模块开始工作。
31.参考图1，三合一传感器1内设置有多种化学试剂，吸入气体后，不同成分的气体与化学试剂进行反应，三合一传感器1内的采集处理单元包括有一氧化碳传感器采集处理单元2、氧气传感器采集处理单元3和硫化氢传感器采集处理单元4，三合一传感器1内的各个采集处理单元采集化学反应前后各组分引起的传感器电动势差，传感器电流随着气体浓度变化而变化，通过电压转换器将电流值转换为电压值，通过各个采集处理单元将采集的电压值换算为气体浓度值，气体浓度值被传送至主控单元5。参考图2、图3、图4，气体浓度检测值通过一氧化碳传感器采集处理单元2的sdadc1、氧气传感器采集处理单元3的sdadc2、硫
化氢传感器采集处理单元4的sdadc3传至三合一传感器1模块主控单元5u201，三合一传感器1模块主控单元5u201通过串口6通信将检测值发送至nb
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iot模块。
32.甲烷传感器内同样设置有有主控单元5和采集处理单元，所述主控单元5接收nb
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iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到甲烷浓度采集指令后，将采集的数据处理成甲烷浓度值，在甲烷传感器检测完成后，将检测值通过串口6通信将检测值发送至nb
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iot模块。
33.参考图5和图6，nb
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iot模块的bc26的32接口处于高电平，控制电源给甲烷传感器模块、温湿度传感器模块、泵吸模块和三合一传感器1模块供电。在各个传感器正常工作后，通过nb
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iot模块bc26的39、29接口向各个传感器发送数据采集指令，甲烷传感器和三合一传感器1的主控单元5将采集处理后的气体浓度值通过串口6通信发送至nb
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iot模块bc26的38、28接口，温湿度传感器采集的气体温湿度数据通过串口6通信发送至nb
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iot模块bc26的21接口，所述nb
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iot模块将采集的气体浓度值发送至后台系统。后台系统在接收到数据后，会对数据值进行分析，及时进行预警，当某种气体浓度超出安全阈值后，发出报警信息，并控制相应的排气设备加速排气，对超标气体浓度进行稀释。
34.本实施例公开的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，利用三合一传感器1能够检测一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度，集成度高，具有多种气体浓度检测能力，泵吸模块保证吸入的气体干燥、不带有固体杂质，降低对各个传感器的损害，降低成本，保证传感器检测的准确性。同时nb
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iot模块能够进行电源控制，指令下发，数据回传，进行多种功能的集成，操作更加方便。
35.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述数据处理终端包括：泵吸模块、传感模块和nb
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iot模块，所述泵吸模块将降下气体匀速吸入传感模块，在泵吸模块内设有固体杂质滤除和除湿装置，对吸入气体进行初步过滤和除湿，所述传感模块包括多个集成多种功能的气体传感器，通过多种传感器分析气体中各成分的浓度，所述nb
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iot模块控制泵吸模块和传感模块的供电，并与传感模块建立连接，收发控制指令，传送传感模块检测的气体浓度值，并与后台系统建立通信连接。2.如权利要求1所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述泵吸模块包括：吸气泵、防水透气膜、单向阀和吸水树脂，所述单向阀安装在吸气泵的进气口，通过单向阀控制单向进气，所述防水透气膜设置在单向阀后侧，对吸入气体中的水分进行初步过滤，所述吸水树脂设置在防水透气膜后侧，再次对吸入的气体进行水分的吸附，保证气体的干燥性。3.如权利要求1所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述传感模块包括：三合一传感器、甲烷传感器和温湿度传感器，所述三合一传感器集成一氧化碳传感器、硫化氢传感器和氧气传感器，通过三合一传感器能够一次性检测气体中一氧化碳、硫化氢和氧气的浓度，所述甲烷检测检测气体中甲烷的含量，所述温湿度传感器检测气体的温度和湿度，所述三合一传感器和甲烷传感器均与泵吸模块连接，所述温湿度传感器直接处于开放环境中。4.如权利要求3所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述三合一传感器内还设置有有主控单元和采集处理单元，所述主控单元接收nb
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iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到气体浓度采集指令后，将采集的数据处理成气体浓度值。5.如权利要求4所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述三合一传感器内设置有多种化学试剂，吸入气体后，不同成分的气体与化学试剂进行反应，三合一传感器内的采集处理单元采集化学反应前后各组分引起的传感器电动势差，传感器电流随着气体浓度变化而变化，通过电压转换器将电流值转换为电压值，通过采集处理单元将采集的电压值换算为气体浓度值，气体浓度值被传送至主控单元。6.如权利要求3所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述甲烷传感器内同样设置有有主控单元和采集处理单元，所述主控单元接收nb
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iot模块发送的指令，进行指令收集和数据回传，所述采集处理单元在接收到甲烷浓度采集指令后，将采集的数据处理成甲烷浓度值。7.如权利要求1所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述nb
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iot模块向三合一传感器、甲烷传感器、温湿度传感器和泵吸模块供电，nb
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iot模块通过串口通信向甲烷传感器和三合一传感器的主控单元发送气体浓度采集指令。8.如权利要求3所述的一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，其特征在于，所述甲烷传感器和三合一传感器的主控单元将采集处理后的气体浓度值通过串口通信发送至nb
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iot模块，温湿度传感器采集的气体温湿度数据通过i2c接口发送至nb
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iot模块，所述nb
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iot模块将采集的气体浓度值发送至后台系统。
技术总结
本发明公开了一种具有多种气体检测能力的数据处理终端，所述数据处理终端包括：泵吸模块、传感模块和NB


技术研发人员：邹圣恺
受保护的技术使用者：戴天智能科技（上海）有限公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2021/6/29