一种火化车间在线空气质量监控系统技术方案

一种火化车间在线空气质量监控系统，包括计时器，与计时器连接的单片机及与单片机控制连接的电源开关电路，所述电源开关电路连接在外部电源和第一内部电源之间，所述自动控制电路还包括连接在第一内部电源和第二内部电源之间的电源管理芯片。本实用新型专利技术可以针对火化车间场景控制传感器工作时间，有效延长气体传感器使用寿命；并能减少或抵消反复通断电对传感器带来的不良影响；采用对传感器电流的修正，可以提高传感器输出结果的准确性。

An online air quality monitoring system for cremation workshop

【技术实现步骤摘要】
一种火化车间在线空气质量监控系统
本技术属于电子领域，涉及空气质量监控技术，具体涉及一种火化车间在线空气质量监控系统。
技术介绍
火化车间是一个空气中污染物类型比较多，而且环境相对较差的环境。气体传感器在该环境下工作时，气体传感器的寿命会低于设计值，因此气体传感器存在需要经常替换的需求。在火化车间空气质量监控应用场景下，气体传感器属于耗材器件，同时测量精度较高、单项指标敏感的气体传感器成本一直相对较高。因此如果可以在不降低系统实际工作效能的条件下，延长气体传感器使用寿命对优化系统实际使用成本有很大的实现意义。在火化车间空气质量监控系统中所使用的气体传感器绝大多数是电化学传感器，传感器在工作时，首先需要对传感器进行加热，然后传感器内的相关化学敏感材料会与空气中相关的成分发生反应，并产生电信号，经过放大后对外输出。传感器寿命的影响因素主要在于传感器内的化学敏感材料会随着时间慢慢退化，最后失效；此外，温度漂移对电化学气体传感器的干扰，特别是SO2电化学传感器的干扰造成采集数据不真实，对于空调系统的调节容易出现偏差。
技术实现思路
为克服现有技术存在的技术缺陷，本技术公开了一种火化车间在线空气质量监控系统。本技术所述火化车间在线空气质量监控系统，包括计时器与自动控制电路，与计时器连接的单片机及与单片机控制连接的电源开关电路，所述电源开关电路连接在外部电源和第一内部电源之间，所述自动控制电路还包括连接在第一内部电源和第二内部电源之间的电源管理芯片，所述第一内部电源为气体传感器供电，所述第一内部电源与地之间连接有传感器储能电容，所述自动控制电路还包括比较器，所述比较器的一个输入端从第一内部电源采样，另一输入端连接一个基准电压,比较器的输出端连接所述单片机；还包括排线和多个编码开关，所述排线包括多个插线口，所述编码开关的控制端与所述单片机控制连接，编码开关的输入端与外部电源连接，编码开关的输出端通过排线上的插线口连接所述传感器的电源端，所述传感器的信号输出端通过排线上的插线口与选通电路的输入端连接，所述选通电路的输出端和控制端分别与单片机信号连接。优选的，所述比较器的两个输出端分别连接两对串联电阻的公共端，每对串联电阻分别连接在第一内部电源和地之间，及第二内部电源和地之间。优选的，所述电源开关电路包括三极管和PMOS管，所述三极管的基极连接所述单片机，发射极接地，集电极连接所述PMOS管的栅极，所述MOS管的源漏两极分别连接外部电源和第一内部电源，所述集电极还通过限流电阻与所述外部电源连接。进一步的，所述编码开关的控制端包括使能端和编码端，所述编码端为可以手动操控的编码。进一步的，所述选通电路为一颗或一颗以上并联的CD4052芯片。本技术可以针对火化车间场景控制传感器工作时间，有效延长气体传感器使用寿命；并能减少或抵消反复通断电对传感器带来的不良影响。附图说明图1为本技术所述火化车间在线空气质量监控系统的一种具体实施方式示意图；图2为本技术所述电源开关电路的一种具体实施方式示意图；图3为本技术所述质量监控系统的一种具体应用方式示意图；图4为本技术所述传感器的温度特性示意图；图中附图标记名称为VIN-外部电源，V51-第一内部电源，V33-第二内部电源，VC-电源控制信号，VREF-基准电压，COMP-比较器，C1-传感器储能电容，LDO-线性稳压器，T-三极管，M-PMOS管，S1-气体传感器，TC-计时器，R1-第一分压电阻，R2-第二分压电阻，R5-基极电阻，R6-复位电阻，R7-限流电阻。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。如图1所示，本技术所述火化车间在线空气质量监控系统，包括计时器TC与自动控制电路，与计时器连接的单片机及与单片机控制连接的电源开关电路，所述电源开关电路连接在外部电源V50和第一内部电源V51之间，所述自动控制电路还包括连接在第一内部电源和第二内部电源V33之间的电源管理芯片，所述第一内部电源为气体传感器S1供电，所述第一内部电源V51与地之间连接有传感器储能电容C1，所述第二内部电源与地之间连接有稳压电容C2，所述自动控制电路还包括比较器COMP，所述比较器的一个输入端从第一内部电源采样，另一输入端连接一个基准电压,比较器的输出端连接所述单片机。本技术可以解决气体传感器长期维持工作状态下带来的寿命急剧缩短问题，通过传感器的周期性工作，能够满足火化车间内的气体检测要求，又能延长传感器的使用寿命。通过预先设置使计时器周期性的定时发出开/关机信号到单片机，单片机收到开机信号后，发出电源控制信号VC开启电源开关电路，使外部电源与第一内部电源接通，第一内部电源得电开始为气体传感器供电，同时还通过电源管理芯片为第二内部电源供电，外部电源和第一内部电源一般电压较高，例如可以是5V，第二内部电源可以为单片机和比较器等器件供电，一般为2.7-3.3V，第二内部电源通常连接有稳压电容C2，单片机和比较器等器件静态功耗较低，在电源开关电路关闭的时间内，稳压电容上的电压下降有限，仍然可以满足单片机和比较器等器件维持工作。单片机和比较器等器件可以采用外部电源供电，也可以由第二内部电源供电。随着第一内部电源上连接的传感器储能电容电压不断上升，比较器通过采样电路检测第一内部电源电压值变化，通过与基准电压的比较检测发现达到设置的阈值电压后，即发出信号到单片机，单片机开始读取此时气体传感器的气体检测数值并储存或发送。当第一内部电源电压达到预设值之后才开始测量操作，防止因电压不足引起传感器的测量结果偏差。单片机检测到气体传感器的检测数据后，计时器发出关机信号，第一内部电源与外部电源之间断开，传感器断电不再被加热维持工作状态，传感器储能电容值较大，一般取值在法拉级别左右，气体传感器本身为阻性器件，静态工作电流较大，在采用法拉级大电容后，掉电时间可以延长到数分钟，缓慢降低电源提供给传感器，使得传感器不会出现快速降温的情况，大帐减少了因为反复切供电而引起的传感器温度剧变而引起传感器精度变差或寿命变短的影响。传感器掉电后，气体传感器内部温度降低，化学敏感材料不再维持活性状态，延长了使用寿命。为方便传感器的快速更换，可以还包括排线和多个编码开关，所述排线包括多个插线口，所述编码开关的控制端与所述单片机控制连接，编码开关的输入端与外部电源连接，编码开关的输出端通过排线上的插线口连接所述传感器的电源端，所述传感器的信号输出端通过排线上的插线口与选通电路的输入端连接，所述选通电路的输出端和控制端分别与单片机信号连接。通过编码开关控制各个传感器的供电情况，编码开关由单片机控制，编码开关的控制端可以包括使能端和编码端，通过使能端控制编码开关的开启与关闭，并通过编码端读取该编码开关的编号，所述编码端为可以手动操控的编码，通过设置编码识别不同的传感器，使单片机能够通过读取编码端的编码识别出该编码连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火化车间在线空气质量监控系统，其特征在于，包括计时器与自动控制电路，与计时器连接的单片机及与单片机控制连接的电源开关电路，所述电源开关电路连接在外部电源和第一内部电源之间，所述自动控制电路还包括连接在第一内部电源和第二内部电源之间的电源管理芯片，所述第一内部电源为气体传感器供电，所述第一内部电源与地之间连接有传感器储能电容，所述自动控制电路还包括比较器，所述比较器的一个输入端从第一内部电源采样，另一输入端连接一个基准电压,比较器的输出端连接所述单片机；/n还包括排线和多个编码开关，所述排线包括多个插线口，所述编码开关的控制端与所述单片机控制连接，编码开关的输入端与外部电源连接，编码开关的输出端通过排线上的插线口连接所述传感器的电源端，所述传感器的信号输出端通过排线上的插线口与选通电路的输入端连接，所述选通电路的输出端和控制端分别与单片机信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种火化车间在线空气质量监控系统，其特征在于，包括计时器与自动控制电路，与计时器连接的单片机及与单片机控制连接的电源开关电路，所述电源开关电路连接在外部电源和第一内部电源之间，所述自动控制电路还包括连接在第一内部电源和第二内部电源之间的电源管理芯片，所述第一内部电源为气体传感器供电，所述第一内部电源与地之间连接有传感器储能电容，所述自动控制电路还包括比较器，所述比较器的一个输入端从第一内部电源采样，另一输入端连接一个基准电压,比较器的输出端连接所述单片机；
还包括排线和多个编码开关，所述排线包括多个插线口，所述编码开关的控制端与所述单片机控制连接，编码开关的输入端与外部电源连接，编码开关的输出端通过排线上的插线口连接所述传感器的电源端，所述传感器的信号输出端通过排线上的插线口与选通电路的输入端连接，所述选通电路的输出端和控制端分别与单片机信号连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉光，史峰，梁翔春，李伯森，田霖，刘崇，陈霜玲，
申请(专利权)人：民政部一零一研究所，成都谱讯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11