一种变频氧传感器的控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种变频氧传感器的控制器，包括控制主体电路和用于提供控制主体电路工作电压的电源，控制主体电路包括氧浓差电动势变化周期检测电路、温度控制电路、双向恒流源电路、微处理器和显示电路，氧浓差电动势变化周期检测电路包括氧浓差电动势采集电路、稳压电路、第一滞回比较器和第二滞回比较器，微处理器实时采集第一滞回比较器输出端和第二滞回比较器输出端的电压信号，当第一滞回比较器输出端的电平产生跳变时，微处理器开始计时当第二滞回比较器输出端的电平产生跳变时，微处理器结束计时，将当前时间记为t2，然后根据公式计算得到氧浓度值；优点是可以匹配变频氧传感器使用，使变频氧传感器能用于化石燃料燃烧环境中氧气浓度检测。

【技术实现步骤摘要】
一种变频氧传感器的控制器
本专利技术涉及一种控制器，尤其是涉及一种变频氧传感器的控制器。
技术介绍
近些年来，随着地球生态环境的恶化，雾霾天气的出现越来越频繁，雾霾天气对人们身体健康造成不良影响，引起广泛关注。在引发雾霾天气的因素中，化石燃料的不完全燃烧产生污染气体是一大重要原因。为解决化石燃料燃烧不充分问题，在化石燃料燃烧过程中，通常采用氧传感器配合其相应的控制器来检测氧气浓度以便控制化石燃料的燃烧状态。目前，常用来检测化石燃料燃烧过程中氧气浓度的氧传感器通常包括三种：极限电流氧传感器、浓差电势型氧传感器和宽域氧传感器。极限电流氧传感器检测氧浓度时，极限电流氧传感器上的进气孔极易被化石燃料燃烧产生的废气中的固体颗粒堵塞，造成该极限电流氧传感器失灵，检测精度不高。浓差电势型氧传感器检测氧浓度时需要一个稳定的参比气体，而化石燃料燃烧过程中难以提供，以致其检测精度不高。宽域氧传感器虽然检测精度高，但是其结构复杂，难以控制。随着氧传感器技术的发展，检测精度高以及检测范围广的变频氧传感器技术逐渐完善。现有的变频氧传感器的结构图如图1所示。该变频氧传感器包括衬底7、第一电池片1、第二电池片2和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频氧传感器的控制器，包括控制主体电路和用于提供所述的控制主体电路工作电压的电源，其特征在于所述的控制主体电路包括氧浓差电动势变化周期检测电路、温度控制电路、双向恒流源电路、微处理器和显示电路，所述的微处理器分别与所述的温度控制电路的输入端、所述的双向恒流源电路的输入端和所述的显示电路的输入端连接，所述的温度控制电路的输出端用于连接变频氧传感器的第一输入端，所述的双向恒流源电路的输出端用于连接变频氧传感器的第二输入端；所述的氧浓差电动势变化周期检测电路包括氧浓差电动势采集电路、稳压电路、第一滞回比较器和第二滞回比较器，所述的第一滞回比较器和所述的第二滞回比较器分别具有正相输入端、反相输入端...

【技术特征摘要】
1.一种变频氧传感器的控制器，包括控制主体电路和用于提供所述的控制主体电路工作电压的电源，其特征在于所述的控制主体电路包括氧浓差电动势变化周期检测电路、温度控制电路、双向恒流源电路、微处理器和显示电路，所述的微处理器分别与所述的温度控制电路的输入端、所述的双向恒流源电路的输入端和所述的显示电路的输入端连接，所述的温度控制电路的输出端用于连接变频氧传感器的第一输入端，所述的双向恒流源电路的输出端用于连接变频氧传感器的第二输入端；所述的氧浓差电动势变化周期检测电路包括氧浓差电动势采集电路、稳压电路、第一滞回比较器和第二滞回比较器，所述的第一滞回比较器和所述的第二滞回比较器分别具有正相输入端、反相输入端和输出端，所述的稳压电路具有输入端、第一电压输出端和第二电压输出端，所述的氧浓差电动势采集电路的输入端为所述的氧浓差电动势变化周期检测电路的输入端，所述的氧浓差电动势采集电路的输出端分别与所述的第一滞回比较器的反相输入端和所述的第二滞回比较器的反相输入端连接，所述的第一滞回比较器的正相输入端和所述的稳压电路的第一电压输出端连接，所述的第二滞回比较器的正相输入端和所述的稳压电路的第二电压输出端连接，所述的第一滞回比较器的输出端为所述的氧浓差电动势变化周期检测电路的第一输出端，所述的第二滞回比较器的输出端为所述的氧浓差电动势变化周期检测电路的第二输出端，所述的氧浓差电动势变化周期检测电路的输入端用于连接变频氧传感器的输出端，所述的氧浓差电动势变化周期检测电路的第一输出端和第二输出端分别与所述的微处理器连接。将变频氧传感器输出端的氧浓差电动势记为E，所述的双向恒流源电路用于控制变频氧传感器输出端的氧浓差电动势E在E0和E1之间变化，E0为设定的氧浓差电动势下限，E1为设定的氧浓差电动上限，0＜E0≤30mV，170mV＜E1≤200mV，所述的稳压电路的第一输出端输出第一参考电压，所述的稳压电路的第二输出端输出第二参考电压，将第一参考电压记为E0’，将第二参考电压记为E1’，30mV＜E0’≤100mV，100mV＜E1’≤170mV，且40mV≤E1’-E0’≤200mV；所述的氧浓差电动势采集电路实时采集变频氧传感器输出端的氧浓差电动势E并发送到所述的第一滞回比较器的反相输入端和所述的第二滞回比较器的反相输入端，当氧浓差电动势E>E0’时，所述的第一滞回比较器的输出端输出低电平，当氧浓差电动势E＜E0’时，所述的第一滞回比较器的输出端输出高电平，当所氧浓差电动势E＝E0’时，所述的第一滞回比较器的输出端电平产生跳变，当氧浓差电动势E>E1’时，所述的第二滞回比较器的输出端输出低电平，当氧浓差电动势E＜E1’时，所述的第二滞回比较器的输出端输出高电平，当氧浓差电动势E＝E1’时，所述的第二滞回比较器的输出端电平产生跳变；所述的微处理器实时采集所述的第一滞回比较器输出端和所述的第二滞回比较器输出端的电压信号，当所述的第一滞回比较器输出端的电平产生跳变时，所述的微处理器开始计时，将当前时间记为t1，当所述的第二滞回比较器输出端的电平产生跳变时，所述的微处理器结束计时，将当前时间记为t2，然后根据公式(1)和公式(2)计算得到氧浓度值：1其中，为待测氧浓度值，F为法拉第常数，e为自然对数的底，R为气体常数且R＝0.0083143kJK-1mol-1，V为变频氧传感器的第一电池片、第二电池片和衬底之间形成的空腔的体积；I为双向恒流源电路输出端输出的电流；T为变频氧传感器所处环境的绝对温度。2.根据权利要求1所述的一种变频氧传感器控制器，其特征在于所述的电源包括型号为MC7805T的第一芯片、型号为LM1117_3.3的第二芯片、型号为NCV33063A的第三芯片、型号为MC7905T的第四芯片、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电感和第二电感；所述的第一二极管的正极、所述的第二二极管的负极、所述的第二电阻阻的一端、所述的第五电容的一端和所述的第三芯片的第6脚连接且其连接端为所述的电源的输入端，接入12V电压，所述的第二二极管的正极接地，所述的第一二极管的负极和所述的第一电阻的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的第一芯片的第1脚连接，所述的第一芯片的第2脚接地，所述的第一芯片的第3脚、所述的第一电容的一端、所述的第二电容的一端和所述的第二芯片的第3脚连接且其连接端输出5V电压，所述的第二芯片的第2脚、所述的第三电容的一端和所述的第四电容的一端连接且其连接端输出3.3V电压，所述的第二芯片的第1脚、所述的第一电容的另一端、所述的第二电容的另一端、所述的第三电容的另一端和所述的第四电容的另一端接地，所述的第二电阻的另一端、所述的第三芯片的第7脚、所述的第三芯片的第8脚和所述的第三芯片的第1脚连接，所述的第五电容的另一端和所述的第三电阻的一端连接且其连接端接地，所述的第三电阻的另一端、所述的第四电阻的一端和所述的第三芯片的第5脚连接，所述的第四电阻的另一端、所述的第六电容的一端、所述的第三芯片的第4脚、所述的第三二极管的正极、所述的第二电感的一端和所述的第七电容的一端连接，所述的第六电容的另一端和所述的第三芯片的第3脚连接，所述的第三芯片的第2脚、所述的第一电感的一端和所述的第三二极管的负极连接，所述的第一电感的另一端接地，所述的第二电感的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建军，章晓娟，简家文，邹杰，邬杨波，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33