氣體監測系統的信號調理板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種氣體監測系統;特別設及一種氣體監測系統中的數據采集與 數據轉換的信號調理板。
【背景技術】
[0002] 煙氣在線連續監測系統（簡稱為CEMS系統）。目前，市場上的CEMS系統均為集成系 統。分別由3、4個傳感器監測相應的污染物參數，然后，將各個參數統一傳輸到工控機的監 測軟件上進行顯示。
[0003] 由于各個傳感器的生產廠家均不同，傳輸的信號模式也不同，因此，很多廠家均采 用信號轉換模塊來實現運一功能，而且，轉換模塊的功能很單一，所W，就要用到多個不同 類型的轉換模塊，例如，進行相應的V/I、I/V轉換、隔離輸出等，作為板卡與外圍設備的轉接 橋梁，完成輸入/輸出的控制工作在信號傳輸時需要做很多復雜的調試工作。

【發明內容】

[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是，克服已有技術缺陷，提供一種多組模擬信號 和數字信號同時輸入和輸出，并且不產生相互干擾的數據采集與轉換信號調理板。
[0005] 本實用新型所采用的技術方案是，一種氣體監測系統的信號調理板，包括，模擬信 號通道輸入電路、數字信號通道輸入電路、輸入模擬信號整形電路、輸入數字信號整形電 路、模擬信號通道輸出電路、數字信號通道輸出電路和電源電路單元，所述的模擬信號通道 輸入電路通過輸入模擬信號整形電路與模擬信號通道輸出電路電連接;數字信號通道輸入 電路通過輸入數字信號整形電路與數字信號通道輸出電路電連接，電源電路單元為上述各 電路提供電力。
[0006] 所述模擬信號通道輸入電路10有18路，
[0007] 其中，模擬信號輸入通道輸入電壓為1--5至10V的，有2路，通過參考端設置其輸 出，
[000引模擬信號輸入通道輸入電流為4--20mA的，有16路，
[0009] 模擬信號通道輸出電路50有18路，
[0010] 其中，模擬信號輸出通道輸出電壓為4--20mA的，有2路，
[0011] 模擬信號輸出通道輸出電壓為1--5V的，有16路；
[0012] 數字信號通道輸入電路20和數字信號通道輸出電路60分別各有16路，數字信號通 道輸入和輸出電壓均為0或5V;所述輸入模擬信號整形電路30包括，輸入模擬信號濾波電路 和輸入模擬信號電壓跟隨電路，輸入模擬信號經所述輸入模擬信號濾波電路，再通過輸入 模擬信號電壓跟隨電路后輸出；所述輸入數字信號整形電路40包括，數字信號指示電路和 數字信號與輸出隔離電路;輸入的數字信號經所述數字信號指示電路和數字信號與輸出隔 離電路后，輸出信號與輸入信號完全隔離，數字信號通道輸出電路60由數字信號輸出繼電 器電路構成;所述電源電路單元70提供的電壓分別為±12V和24V;輸出的數字信號地線與 模擬信號地線之間采用ο Ω電阻相連接。
[0013] 所述輸出隔離電路采用的集成電路為光電禪合器，型號是化Ρ521-4;所述數字信 號輸出繼電器電路中的二極管D17為續流二極管，型號是1Ν4007,輸出繼電器的型號是 HRS4H-12V〇
[0014] 本調理板還設置有輸入/輸出接口端子(J0-J9)，可分別與調理板外部的板卡相互 連接;其中，輸入/輸出接口端子(J0-J4)采用20PIN接線端子彎座，輸入/輸出接口端子(J6) 采用DB68的高速數據線連接座，輸入/輸出接口端子〇5、17、於和19)采用可直接連接導線 的接線端子座。
[0015] 本實用新型的有益效果是，通過采用將輸入的數字信號與模擬信號的轉換集成到 一起，和充分的隔離抗干擾的技術方案，實現多組模擬信號和數字信號的同時輸入和輸出， 不產生相互干擾;并且能夠直接配合計算機板卡使用，在計算機板卡的測試驅動軟件上，能 夠直接觀察輸入信號和控制輸出信號，使用方便。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型電路組成的方框示意圖；
[0017] 圖2是本實用新型的輸入模擬信號整形電路(16路）；
[0018] 圖3是本實用新型數字通道的數字信號指示電路(16路）；
[0019] 圖4是本實用新型數字通道的繼電器輸出選擇跳線端子圖（6路）；
[0020] 圖5是本實用新型數字通道的數字信號與輸出隔離電路(16路）；
[0021 ]圖6是本實用新型數字通道的數字信號輸出繼電器電路(16路）；
[0022] 圖7是本實用新型參考模擬信號通道輸出的1個通道的原理圖（2路）；
[0023] 圖8是本實用新型的電源電路單元供電指示電路的原理圖；
[0024] 圖9是本實用新型模擬信號通道輸出的每個通道運放的供電設置的電容濾波處理 電路；
[0025] 圖10是本實用新型的電源供電濾波電路的原理圖；
[00%]圖11是本實用新型調理板的布局圖。
[0027] 圖中；
[0028] 10、模擬信號通道輸入電路20、數字信號通道輸入電路
[0029] 30、輸入模擬信號整形電路40、輸入數字信號整形電路
[0030] 50、模擬信號通道輸出電路60、數字信號通道輸出電路
[0031] 70、電源電路單元。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明：
[0033] 圖1是本實用新型電路組成的方框示意圖；如圖1所示，本實用新型一種氣體監測 系統的信號調理板，包括，模擬信號通道輸入電路10、數字信號通道輸入電路20、輸入模擬 信號整形電路30、輸入數字信號整形電路40、模擬信號通道輸出電路50、數字信號通道輸出 電路60和電源電路單元70,所述的模擬信號通道輸入電路10通過輸入模擬信號整形電路30 與模擬信號通道輸出電路50電連接;數字信號通道輸入電路20通過輸入數字信號整形電路 40與數字信號通道輸出電路60電連接，電源電路單元70為上述各電路提供電力。
[0034] 所述模擬信號通道輸入電路10有18路，
[0035] 其中，參考模擬信號輸入通道輸入電壓為1--5V至10V的，有2路，
[0036] 模擬信號輸入通道輸入電流為4--20mA的，有16路，
[0037] 模擬信號通道輸出電路50有18路，
[0038] 其中，參考模擬信號輸出通道輸出電壓為1 --5V至10V的，有2路，
[0039] 模擬信號輸出通道輸出電壓為1 --5V的，有16路；
[0040] 數字信號通道輸入電路20和數字信號通道輸出電路60分別各有16路，數字信號通 道輸入和輸出電壓均為0或5V;所述輸入模擬信號整形電路30包括，輸入模擬信號濾波電路 和輸入模擬信號電壓跟隨電路，輸入模擬信號經所述輸入模擬信號濾波電路，再通過輸入 模擬信號電壓跟隨電路后具有較強的帶負載能力;所述輸入數字信號整形電路40包括，數 字信號指示電路和數字信號與輸出隔離電路，輸入的數字信號經所述數字信號指示電路和 數字信號與輸出隔離電路后，實現輸出信號與輸入信號的完全隔離，在通過由數字信號輸 出繼電器電路構成的數字信號通道輸出電路60后具有較強的抗干擾性;所述電源電路單元 70提供的電壓分別為12V，-12V和24V;輸出的數字信號地線與模擬信號地線之間采用0Ω電 阻相連接，有效降低了共地干擾。
[0041] 所述輸出隔離電路采用的集成電路為光電禪合器，型號是化P521-4;所述數字信 號輸出繼電器電路中的二極管D17為繼電器的續流二極管，型號是1N4007,輸出繼電器的型 號是 HRS4H - 12V。
[0042] 本實用新型調理板還設置有輸入/輸出接口端子(J0-J9)，可分別與調理板外部的 板卡相互連接;其中，輸入/輸出接口端子(J0-J4)采用20PIN接線端子彎座，輸入/輸出接口 端子(J6)采用DB68的高速數據線連接座，輸入/輸出接口端子〇5、17、扔和19)采用可直接 連接導線的接線端子座。
[0043] 圖2是本實用新型的輸入模擬信號整形電路（16路）；如圖2所示，在信號輸入端采 用二極管D1(型號4736)來進行穩壓，可W保證輸出的信號電壓符合要求，而不會燒毀外部 板卡數/模轉換電路的A/D部分。輸入信號10+通過電阻R17和電容C1，輸入信號I 1 +通過電 阻R18和電容C2分別組成的RC低通網絡來進行對輸入電流模擬信號的電壓跟隨和濾波，左 側的可調電阻R1和右側的可調電阻R2為轉換電壓所用的可調電位器，通過調整電位器的阻 值，可W得到相應的電壓信號U1A和U1B，集成電路U1采用線性放大器LM358作為電壓輸出的 跟隨器，W提高模擬信號輸出的帶負載能力，其輸出可W通過輸入/輸出接口端子(J0-J4) 直接接駁外部的A/D轉換卡等，解決了 A/D轉換前用RC濾波不穩定的問題，供外部的工控機 進行數據采集，本電路主要應用于4--20毫安的信號采集端，使其轉換為1--5V電壓。
[0044] 圖11是本實用新型調理板的布局圖；如圖11所示，通過模擬電壓輸出參考端，可W 進行輸出電壓的調節，如，調理板布局圖的J7端子，可W對S02、N0(N0X)的板卡輸出的信號 進行輸出設