一种红外甲烷检测元件系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种红外甲烷检测元件系统，包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括依次连接的光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。该红外甲烷检测元件中的甲烷检测原理采用非分散红外检测技术，CH4浓度在0.00％～100.00％范围内能够保证其精度和重复性，其精度达到0.01％，同时基于红外原理的特性，该检测元件系统还具有校准周期长和使用寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于甲烷气体检测
，具体涉及一种红外甲烷检测元件系统。
技术介绍
在工业生产中，特别是煤炭、石油化工领域，易燃易爆气体是安全生产的主要威胁，近年来，煤矿安全爆炸事故频繁发生，造成了巨大的经济和人员损失。现阶段，煤矿检测甲烷气体的装置大都采用的是催化燃烧型产品，催化燃烧型产品虽价格低廉，但是其存在诸如稳定性差、矫正周期短且容易中毒、必须在有氧环境下工作、使用寿命短等问题。与催化燃烧型甲烷传感器相比，非分散红外气体传感器在克服上述问题的基础上，还具有可检测多种气体、灵敏度高、可靠性好和相应速度快等优点。而现有的红外甲烷检测仪中的红外气体传感器由4个主要部分组成:即红外光源、热释电红外传感器、气室和控制及放大电路，其中热释电红外传感器是关键核心元件，它的热释电敏感元的性能决定了红外气体传感器的灵敏度，它的红外窗口特性决定了红外气体传感器探测气体的种类。目前，国内生产的热释电红外传感器不能满足国标要求，限制了其广泛推广和应用。
技术实现思路
本技术要解决的关键技术在于提供一种新型的红外甲烷检测元件系统，该系统解决了红外甲烷检测元件的热释电红外传感器在灵敏度和可靠性不能满足要求的问题。为了解决上述技术问题，本技术通过以下方式来实现:一种红外甲烷检测元件系统，包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块之间依次连接，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。所述MCU处理器上连接有型号为MH7044的电压检测芯片，所述MH7044芯片用于当外电压高于4.4V时进入烧程序，进而切换MCU处理器的工作模式。所述的MCU处理器的芯片型号为超低功耗的STM32L151。与现有技术相比，本技术具有的有益效果:该红外甲烷检测元件中的甲烷检测原理采用非分散红外检测(NDIR)技术，CH4浓度在0.00%?100.00%范围内能够保证其精度和重复性，其精度达到0.01%，同时基于红外原理的特性，该红外检测元件还具有校准周期长和使用寿命长等特点。【附图说明】图1为本技术的结构框图；图2为本技术MCU处理器的电路原理图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。如图1所示，一种红外甲烷检测元件系统，包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块之间依次连接，采集模块用于将采用非分散红外检测技术甲烷红外探头的检测结果经信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块后传输给MCU处理器，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。如图2为MCU处理器的电路原理图所示，所述MCU处理器主要功能为实时采集数据、分析数据、处理数据、输出信号，其内包括有内核的微处理器，所述微处理器的控制芯片为超低功耗的STM32L151，超低功耗、运算能力强，且具有丰富的外设和较强的抗干扰能力，适用于工业控制，可有效提升整机的数据处理能力和响应时间。同时在MCU处理器上连接有型号为MH7044芯片，所述MH7044芯片用于当外电压不高于4.4V时，MCU处理器能够在正常的程序下进行工作，而当外电压高于4.4V时进入烧程序，进而切换MCU处理器的工作模式。以上所述仅是本技术的实施方式，再次声明，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进，这些改进也列入本技术权利要求的保护范围内。【主权项】1.一种红外甲烷检测元件系统，其特征在于:包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块之间依次连接，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。2.根据权利要求1所述的一种红外甲烷检测元件系统，其特征在于:所述MCU处理器上连接有型号为MH7044的电压检测芯片，所述MH7044芯片用于当外电压高于4.4V时进入烧程序，进而切换MCU处理器工作模式。3.根据权利要求1所述的一种红外甲烷检测元件系统，其特征在于:所述的MCU处理器是型号为STM32L151的超低功耗芯片。【专利摘要】本技术公开了一种红外甲烷检测元件系统，包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括依次连接的光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。该红外甲烷检测元件中的甲烷检测原理采用非分散红外检测技术，CH4浓度在0.00％～100.00％范围内能够保证其精度和重复性，其精度达到0.01％，同时基于红外原理的特性，该检测元件系统还具有校准周期长和使用寿命长等特点。【IPC分类】G01N21-17【公开号】CN204514795【申请号】CN201520092415【专利技术人】文小红, 高正强, 喻孝斌, 曾森茂, 蒋韬, 赖建, 余玉江, 刘帅, 贾彦飞, 周强, 胡珂, 吴昊, 王汇灵, 姜波, 陈旭 【申请人】四川省川煤科技有限公司【公开日】2015年7月29日【申请日】2015年2月9日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外甲烷检测元件系统，其特征在于：包括MCU处理器、采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块，所述MCU处理器分别与采集模块、通讯模块、浓度补偿模块、电源管理模块和温湿度计算模块之间通讯连接，所述采集模块包括光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块，所述光源驱动模块、光信号采集模块、信号滤波放大处理模块和信号采集滤波处理模块之间依次连接，所述电源管理模块为MCU处理器和各模块供电，通讯模块将MCU处理器的信息上传给终端设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文小红，高正强，喻孝斌，曾森茂，蒋韬，赖建，余玉江，刘帅，贾彦飞，周强，胡珂，吴昊，王汇灵，姜波，陈旭，
申请(专利权)人：四川省川煤科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51