便携式气体容量计数仪系统设计系统设计(2)
5 控制器调试 31
5.1控制板单独调试 31
5.1.1装配接线操作工作步骤 31
5.2本章小结 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录 38
引言（或绪论）
1.1发展背景
随着社会的进步，人类对药品，日用品等化学制品的要求不断提高，原先仅仅靠化学合成的生产方法从环保，健康，功效等多方面已经不能满足我们的需要。在这个趋势下生物工程这一领域得到了迅速的发展，而支持生物技术的除了其本身专业外，制造业的发展也起到了至关重要的作用。生物工程在制造方面十分复杂，因此药厂，实验室等对其生产设备与供应商的选择也十分严格，因为生物技术所生产的产品很难靠人工去监控调整，所以需求供应商提供可靠精确的控制系统和高质量的硬件设备。对于机械自动化行业来讲，生物工程的快速发展，是一个挑战也是个契机。
目前对于生物气体产生量的监控设备在市场上属于一个空缺，因为此类装置在设备供应商制作的时候大多会集成到发酵系统上去。市场缺乏易于拆卸有独立控制系统而且与多种发酵设备兼容的气体测量器，因此我的毕业设计将在这个空白领域展开。
1.2国内外现状
1.3论文研究内容
因此，针对以上的问题，本次毕业设计论文将提出总的系统设计方案到硬件设计，包括传感器接口、显示、电源、控制等几部分；在原有基础上进行改进，对于边际成本的控制和总体功能都能有所提高。并对软件进行设计设计，对各个接口进行控制，并将必要信息显示出来。从而达到综合运用专业理论知识，提高分析解决实际问题能力；提高文献收集与分析能力；熟悉电子电路设计工程，能进行简单硬件设计；深化理论知识，提高学生自学能力和独立分析问题与解决问题能力的目的。
2 便携式气体容量计数仪系统设计总方案
2.1设计总构思
便携式气体计量仪器的硬件结构为钟罩式，主体部分由两个容器罐组成。内罐有两个气孔一个与产生气体的装置相连接另外一个与收集装置连接，外罐与大气相通内有液体。内罐倒扣在外罐内部，利用气体排液的原理工作。
当产生的气体由内罐A口进入罐内由于压力作用将内罐的液体排到外罐，外罐中液位上升直至接触外罐的传感器，此时传感器发出一个信号内罐排气口的电磁阀开启由于大气压力外罐的液体回流至内罐将气体从排气口排出，经过设定电磁阀由延时继电器控制，经过一段经设定的恰当时间后电磁阀断电，排气口电磁阀又成为常闭状态，此时控制器内部计数器加1来完成计量，这是此装置的一个完工作整循环。
2.2系统组成
气体计数器由液位传感器、控制器，电磁阀及容器构成，工作原理图如图1所示。
图1 系统工作原理图
具体结构
气体监测器构成：这个装置由两个标准的不同规格的圆柱体组成，一个是内部的气体区(G)另一个是外部的空气区(A)，一个监测液体的光学传感器(B)，一个二口二位电磁阀(C),一个有复位按钮的电子计数器(D)，一个电子控制回路(E),一个复位按钮(F)，一些导管装置，一个12~15V的外置电源。
具体功能
气体监测器的功能如下：在正常情况下电磁阀(C)连接发酵罐和气体区(G)的气孔是常开状态而排气口是常闭状态，气体流入气体罐后取代液体的位置将液体通过罐上的孔(H)排到外部空气区(A)
在收集了100ml的发酵气体后，空气区的液面达到一个极限值，液位传感器(B)发给电子控制回路(E)一个信号。电磁阀转换成放气口开启状态让外部的液体回流至内部，这个过程通过电磁继电器持续15秒的时间。与此同时计数器(D)计数并且监测系统回到原先状态，准备再次收集气体。