可燃氣體數字顯示探頭設計

3．1 報警電路的設計
報警程序的設計思想是首先將報警值輸入Xmax單元，然后獲取本次采樣值Xi與Xmax進行比較。若小于報警值，則本次采樣正常，可將正常值送入RESULT單元，并置標志位O(表示正常)。若大于報警值，則轉入報警處理。進行報警處理時，首先判斷上一次采樣是否正常，如果正常，即可重新采樣，置允許檢測不正常次數N，然后在轉入報警處理程序；如果不正常，則檢測一下是否連續N次不正常。是，則報警；不是，則再把剩下的允許連續不正常的次數Z存入計數單元，然后再進行報警處理，置本次采樣不正常標志返回主程序。報警電路程序流程如圖7所示。
3．2 濾波電路的設計
工作環境的變化可能會使氣體傳感器在對氣體濃度采樣時遇到尖脈沖干擾。這種干擾一般持續時間短，峰值大。在對其進行數字濾波處理時，僅僅采用算術平均或移動平均濾波只能對脈沖干擾進行1／n處理，其剩余值仍然較大。最好的策略是去掉將受干擾信號的數據，即防脈沖干擾平均值濾波法。算法是：對連續的n個數據進行排序，去掉最大和最小的2個數據，將剩余數據求平均值。為了加快數據處理速度，n的取值為8。
但是該算法還存在一個不足之處，就是每采集一個數據就要進行一次排序，這樣會大量占用系統時間。解決的辦法就是在系統中用兩個變量來存儲當前n個數據的最大值和最小值在這個數組中的偏移量，只有被新輸入數據覆蓋的數據正好是當前的最大或最小值時，才會在下個數組中查找最大或最小值；這樣在其他情況下，只要將輸入數據與最大值和最小值比較就可以修改最大值和最小值了，而且不用進行數據排序。濾波電路軟件流程圖如圖8所示。

4 結語
本文所設計的可燃氣體數字顯示探頭具有結構穩定、測量精度高、利于密封和可維護性好等特點。該儀器用LCD顯示可燃性氣體濃度，在其濃度達到設定濃度時發出聲光報警。具有的故障自診斷功能能快速重復檢測和延時報警。同時報警器還能與上位機控制系統進行通信，既可以實時傳送氣體濃度檢測數據給控制系統以記錄保存，也可以利用上位機控制系統實現遠程實時檢測和聯動裝置的控制等功能。