气体检测装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种气体检测装置及系统。该气体检测装置包括：金属氧化物MOS型气体传感器、温度控制模块、采集模块和微控制单元MCU；MOS型气体传感器包括MOS敏感材料和测量电极，工作时MOS敏感材料处于待测气体环境，环境中的待测气体浓度通过MOS敏感材料反馈到测量电极产生检测信号；温度控制模块包括温度传感器和加热电极，温度传感器检测MOS敏感材料的温度；采集模块与MOS型气体传感器连接；MCU分别与温度控制模块和采集模块连接，被配置为根据MOS敏感材料的温度控制加热电极的开闭，以使MOS敏感材料维持在预设温度范围。本实用新型专利技术能够保证MOS型气体传感器的测量精度和测量结果的可靠性。量结果的可靠性。量结果的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
气体检测装置及系统


[0001]本技术涉及气体检测
，尤其涉及一种气体检测装置及系统。

技术介绍

[0002]金属氧化物(metal oxide semiconductor，MOS)型气体传感器由于高度灵敏、小体积、低成本等特性，被广泛应用于室内有毒气体检测、生物传感技术、仪器仪表等领域。例如，通过构建以MOS型气体传感器为核心的检测系统可以实现食品药品质量控制定量测量，环境监测，和土壤挥发气体监测等。
[0003]但MOS型气体传感器对工作温度较为敏感，在不同的工作温度下，MOS型气体传感器的测量精度不同。而随着环境温度和工作时间的变化，MOS型气体传感器的温度发生变化，导致MOS型气体传感器的测量精度不高，气体检测结果不可靠。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供了一种气体检测装置及系统，能够保证MOS型气体传感器的测量精度和测量结果的可靠性，使得气体检测装置可以精确可靠的运行。
[0005]以解决MOS型气体传感器的测量精度不高，气体检测结果不可靠的问题，保证气体检测装置精确可靠的运行。
[0006]第一方面，本技术实施例提供了一种气体检测装置，包括：包括金属氧化物MOS型气体传感器、温度控制模块、采集模块和微控制单元MCU；MOS型气体传感器，包括MOS敏感材料和测量电极，工作时MOS敏感材料处于待测气体环境，环境中的待测气体浓度通过MOS敏感材料反馈到测量电极产生检测信号；温度控制模块包括温度传感器和加热电极，温度传感器检测MOS敏感材料的温度，加热电极与MOS敏感材料贴合设置；采集模块，与MOS型气体传感器连接，对检测信号进行信号转换；MCU，分别与温度控制模块和采集模块连接，被配置为根据转换后的检测信号生成检测结果并输出，以及，根据MOS敏感材料的温度控制加热电极的开闭，以使MOS敏感材料维持在预设温度范围。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述温度控制模块包括比较单元、开关单元和参考单元，所述比较单元分别与所述开关单元和所述参考单元连接，所述开关单元与所述参考单元连接，所述参考单元分别与所述加热电极和所述MCU连接；所述参考单元包括两个电阻子单元和参考电阻，所述MCU根据所述MOS敏感材料的温度调整所述两个电阻子单元、所述参考电阻和所述加热电极之间的阻值关系，所述比较单元比较所述阻值关系，比较结果符合设定条件时输出第一信号触发所述开关单元导通，所述加热电极处于加热状态；所述比较结果不符合所述设定条件时输出第二信号触发所述开关单元断开，所述加热电极不工作。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述两个电阻子单元分别为第一电阻子单元和第二电阻子单元；所述第一电阻子单元包括第一电阻和第二电阻，所述第二电阻子单元包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一电阻的第一端分别与所述开关单元和所述参考电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第
二端分别与所述第三电阻的第一端和所述比较单元连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述加热电极的第二端连接后接地，所述第五电阻的第二端与所述MCU连接；所述参考电阻的第二端与所述加热电极的第一端连接后与所述比较单元连接；所述MOS敏感材料的温度大于设定温度时，触发所述第五电阻的第二端接地；所述MOS敏感材料的温度小于或等于设定温度时，触发所述第五电阻的第二端断路。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述第二电阻和所述第三电阻替换为可变电阻，所述可变电阻的第三端与所述比较单元连接，所述可变电阻的第一端和第三端之间的阻值等于第二电阻的阻值，所述可变电阻的第二端和第三端之间的阻值等于第二电阻的阻值；所述可变电阻与所述MCU连接；所述MCU调整所述可变电阻的第一端和第三端、第二端和第三端之间的阻值，改变所述两个电阻子单元之间的阻值关系，以调整所述设定温度。
[0010]在一种可能的实现方式中，气体检测装置还包括电源模块，电源模块分别与MCU、采集模块和温度控制模块连接。
[0011]在一种可能的实现方式中，电源模块包括一级电源、二级电源和三级电源；一级电源与MCU连接，二级电源与采集模块和温度控制模块连接，三级电源与采集模块的数模转换芯片连接；其中，一级电源的输入与气体检测装置的电源输入连接，一级电源的输出与二级电源的输入连接，二级电源的输出与三级电源的输入连接；一级电源的电压大于二级电源的电压，二级电源的电压大于三级电源的电压。
[0012]在一种可能的实现方式中，气体检测装置还包括通信模块，通信模块与MCU连接。
[0013]在一种可能的实现方式中，采集模块包括调理电路，调理电路的第一端与MOS型气体传感器连接，调理电路的第二端与采集模块的数模转换芯片的输入端连接。
[0014]在一种可能的实现方式中，气体检测装置包括多个MOS型气体传感器，采集模块包括多个调理电路，多个MOS型气体传感器与多个调理电路一一对应。
[0015]第二方面，本技术实施例提供了一种气体检测系统，包括显示设备和第一方面以及第一方面中任一种可能的实现方式中所述的气体检测装置，所述显示设备用于显示所述气体检测装置的检测结果，所述检测结果包括MOS型气体传感器所在环境的气体浓度。
[0016]本技术实施例提供一种气体检测装置及系统，通过设置温度传感器和加热电极，MCU根据温度传感器检测的MOS敏感材料的温度，控制加热电极的开闭，实现对于MOS敏感材料的温度控制，使MOS敏感材料维持在预设温度范围，从而保证了MOS敏感材料的工作状态，保证了MOS型气体传感器的测量精度和测量结果的可靠性，使得气体检测装置可以精确可靠的运行。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本技术实施例提供的一种气体检测装置的结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例提供的温度控制模块的电路示意图；
104根据温度传感器检测的MOS敏感材料的温度，控制加热电极的开闭，实现对于MOS敏感材料的温度控制，使MOS敏感材料维持在预设温度范围，从而保证了MOS敏感材料的工作状态，保证了MOS型气体传感器的测量精度和测量结果的可靠性，使得气体检测装置可以精确可靠的运行。
[0035]可选的，温度控制模块包括比较单元、开关单元和参考单元，比较单元分别与开关单元和参考单元连接，开关单元与参考单元连接，参考单元分别与加热电极和MCU连接。
[0036]其中，参考单元包括两个电阻子单元和参考电阻，MCU根据MOS敏感材料的温度调整两个电阻子单元、参考电阻和加热电极之间的阻值关系，比较单元比较阻值关系，比较结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体检测装置，其特征在于，包括金属氧化物MOS型气体传感器、温度控制模块、采集模块和微控制单元MCU；所述MOS型气体传感器，包括MOS敏感材料和测量电极，工作时MOS敏感材料处于待测气体环境，环境中的待测气体浓度通过MOS敏感材料反馈到测量电极产生检测信号；所述温度控制模块包括温度传感器和加热电极，所述温度传感器检测MOS敏感材料的温度，所述加热电极与所述MOS敏感材料贴合设置；所述采集模块，与所述MOS型气体传感器连接，对所述检测信号进行信号转换；所述MCU，分别与所述温度控制模块和所述采集模块连接，被配置为根据转换后的检测信号生成检测结果并输出，以及，根据MOS敏感材料的温度控制加热电极的开闭，以使所述MOS敏感材料维持在预设温度范围。2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述温度控制模块包括比较单元、开关单元和参考单元，所述比较单元分别与所述开关单元和所述参考单元连接，所述开关单元与所述参考单元连接，所述参考单元分别与所述加热电极和所述MCU连接；所述参考单元包括两个电阻子单元和参考电阻，所述MCU根据所述MOS敏感材料的温度调整所述两个电阻子单元、所述参考电阻和所述加热电极之间的阻值关系，所述比较单元比较所述阻值关系，比较结果符合设定条件时输出第一信号触发所述开关单元导通，所述加热电极处于加热状态；所述比较结果不符合所述设定条件时输出第二信号触发所述开关单元断开，所述加热电极不工作。3.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述两个电阻子单元分别为第一电阻子单元和第二电阻子单元；所述第一电阻子单元包括第一电阻和第二电阻，所述第二电阻子单元包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；所述第一电阻的第一端分别与所述开关单元和所述参考电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述比较单元连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端和所述第五电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述加热电极的第二端连接后接地，所述第五电阻的第二端与所述MCU连接；所述参考电阻的第二端与所述加热电极的第一端连接后与所述比较单元连接；所述MOS敏感...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文涛，高婉硕，张信，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：