一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，结构简单，易于实现。采用新型热释电红外探测器，实现多种有害气体浓度的同时检测，光源调制及信号调理电路的优化设计，有效降低了外部干扰，减小了系统误差。DSP强大的运算处理能力，提高了系统的测量精度和速度，CAN总线通信方便远程监控。该系统能够实现对多种有害气体浓度的实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有害气体监测系统，尤其涉及一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，属于有害气体监测控制领域。
技术介绍
随着城市化和工业化进程的加快，各种有害气体的排放对工农业生产、自然环境和日常生活的影响越来越严重，已引起全社会的广泛关注。局部环境和工业现场有害气体浓度过高，将严重危害人们的身体健康。因此，对某些特定区域内有害气体浓度的监测具有十分重要的意义。与传统的气体浓度测量方法相比，红外吸收光谱法具有测量精度高、响应速度快、稳定性能好、抗干扰能力强、可实现多组分气体浓度的同时测量等诸多优点。目前，国内在红外吸收光谱气体浓度检测技术方面还处于起步发展阶段，大多数测量仪器仍选用镍铬丝作为红外光源，采用机械方式调制红外光，存在稳定性差、使用寿命短、对震动敏感等缺陷。例如申请号为“201310055716.7”的一种便携式甲醛浓度检测装置，包括吸气风扇，用于吸收待检测的空气；透明容器，用于盛放酚试剂溶液，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪；光传感器，所述光传感器为两枚；LED，为所述光传感器检测溶液颜色提供光照；微处理器，处理所述光传感器传递的电压信号；显示器，用于显示甲醛浓度的数值。另外还提供了一种使用上述装置的甲醛浓度检测方法。该专利技术的有益效果在于：能够精确快速的推算出一定体积空气中的甲醛浓度，且比较便携。又如申请号为“201410443047.5”的一种适用于空气净化器的在线甲醛浓度检测装置，包括：用于检测空气中甲醛浓度的传感器；用于电流电压转换的转换组件，所述转换组件与所述传感器连接；通过双闭环放大电路与所述转换组件连接的ADC采样组件，所述ADC采样组件后续设置有A/D模数转换器；MCU处理系统，所述MCU处理系统与所述A/D模数转换器信号连接，所述MCU处理系统包括有处理器，所述处理器通过RS485通信协议与显示器连接。该专利技术的有益效果为：在线甲醛浓度检测装置，可装于空气净化器机体内所需要的任意位置，在线实时检测空气净化器处理洁净空气中甲醛的浓度含量，检测精度高，稳定性强，并将检测到的数据传输到显示设备实时显示，可直观的查看甲醛实时含量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，其特征在于：包含红外吸收检测模块、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块，所述红外吸收检测模块依次通过放大滤波电路、检波整流电路与微控制器模块连接，所述时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上，所述红外吸收检测模块包含依次连接的光谱调制驱动电路、红外光源、气室和热释电红外探测器；所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端；所述运算放大器的同相输入端连接第六电阻元件的一端，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接第五电阻，所述第六电阻的另一端接地或连接所述运算放大器的另一输出端；所述无源滤波电路的第三电阻的另一端连接所述放大电路的运算放大器的反相输入端，所述无源滤波电路的所述第四电阻另一端端连接所述放大电路的所述运算放大器的正相输入端；其中，红外吸收检测模块，用于利用热释电红外探测器将穿过气室的红外光源转换成电信号；放大滤波电路，用于将红外吸收检测模块转换成的电信号进行放大滤波处理；检波整流电路，用于将滤波处理后的电信号进行检波整流处理；键盘输入模块，用于预先设定有害气体的正常浓度阈值；微控制器模块，用于根据接收的光强度电信号计算出有害气体的浓度，进而与预先设定的正常浓度阈值进行对比，若超过正常浓度阈值则控制报警模块发出警报；显示模块，用于实时显示微控制器模块计算出的有害气体的浓度；时钟模块，用于实时记录检测有害气体浓度的时间；存储器模块，用于根据时钟模块实时记录存储有害气体的浓度。作为本专利技术一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统的进一步优选方案，所述热释电红外探测器的芯片型号为TPS4339。作为本专利技术一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统的进一步优选方案，所述报警模块采用声光报警单元。作为本专利技术一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统的进一步优选方案，所述微控制器模块选用TI公司的32位定点数字信号处理器TMS320F2812。作为本专利技术一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统的进一步优选方案，所述显示模块采用LCD显示屏。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术采用新型脉冲调制红外热辐射光源，高精度干涉滤光片一体化热释电红外探测器，DSP智能控制处理系统等，可在线监测大气环境及工业现场中CO、CO2、CH4的浓度，具有自动显示、越限报警及远程监控等功能；2、本专利技术结构简单，易于实现。采用新型热释电红外探测器，实现多种有害气体浓度的同时检测，光源调制及信号调理电路的优化，有效降低了外部干扰，减小了系统误差；3、DSP强大的运算处理能力，提高了系统的测量精度和速度，CAN总线通信方便远程监控，该系统能够实现对多种有害气体浓度的实时监测；4、本专利技术通过提供一种无源滤波放大电路，最大程度提升了放大电路的共模抑制比，同时简化电路结构。附图说明图1是本专利技术的结构原理图；图2是本专利技术放大滤波电路电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，包含红外吸收检测模块、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块，所述红外吸收检测模块依次通过放大滤波电路、检波整流电路与微控制器模块连接，所述时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上，所述红外吸收检测模块包含依次连接的光谱调制驱动电路、红外光源、气室和热释电红外探测器；如图2所示，所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端；所述运算放大器的同相输入端连接第六电阻元件的一端，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接第五电阻，所述第六电阻的另一端接地或连接所述运算放大器的另一输出端；所述无源滤波电路的第三电阻的另一端连接所述放大电路的运算放大器的反相输入端，所述无源滤波电路的所述第四电阻另一端端连接所述放大电路的所述运算放大器的正相输入端；其中，红外吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，其特征在于：包含红外吸收检测模块、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块，所述红外吸收检测模块依次通过放大滤波电路、检波整流电路与微控制器模块连接，所述时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上，所述红外吸收检测模块包含依次连接的光谱调制驱动电路、红外光源、气室和热释电红外探测器；    所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端；所述运算放大器的同相输入端连接第六电阻元件的一端，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接第五电阻，所述第六电阻的另一端接地或连接所述运算放大器的另一输出端；所述无源滤波电路的第三电阻的另一端连接所述放大电路的运算放大器的反相输入端，所述无源滤波电路的所述第四电阻另一端端连接所述放大电路的所述运算放大器的正相输入端；其中，红外吸收检测模块，用于利用热释电红外探测器将穿过气室的红外光源转换成电信号；放大滤波电路，用于将红外吸收检测模块转换成的电信号进行放大滤波处理；检波整流电路，用于将滤波处理后的电信号进行检波整流处理；键盘输入模块，用于预先设定有害气体的正常浓度阈值；微控制器模块，用于根据接收的光强度电信号计算出有害气体的浓度，进而与预先设定的正常浓度阈值进行对比，若超过正常浓度阈值则控制报警模块发出警报；显示模块，用于实时显示微控制器模块计算出的有害气体的浓度；时钟模块，用于实时记录检测有害气体浓度的时间；存储器模块，用于根据时钟模块实时记录存储有害气体的浓度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于放大滤波电路的有害气体监测系统，其特征在于：包含红外吸收检测模块、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块，所述红外吸收检测模块依次通过放大滤波电路、检波整流电路与微控制器模块连接，所述时钟模块、键盘输入模块、报警模块、显示模块、存储器模块和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上，所述红外吸收检测模块包含依次连接的光谱调制驱动电路、红外光源、气室和热释电红外探测器；
所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端；所述运算放大器的同相输入端连接第六电阻元件的一端，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接第五电阻，所述第六电阻的另一端接地或连接所述运算放大器的另一输出端；所述无源滤波电路的第三电阻的另一端连接所述放大电路的运算放大器的反相输入端，所述无源滤波电路的所述第四电阻另一端端连接所述放大电路的所述运算放大器的正相输入端；
其中，红外吸收检测模块，用于利用热释电红外探测器将穿过气室的红外光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗龙，史才坤，李刚，
申请(专利权)人：无锡拓能自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32