一种大气气态污染物传感电路及电子设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种大气气态污染物传感电路及电子设备，属于污染物检测的技术领域，解决了目前的大气气态污染物检测产生的nA级的微弱信号极易淹没于电路噪声中的问题，传感电路包括传感器，电压转化单元、信号放大单元和滤波单元，传感器与电压转化单元连接，电压转化单元与信号放大单元连接，信号放大单元和滤波单元连接；传感器获取污染物气体浓度电流信号，电压转化单元将传感器产生的电流信号转换为电压信号，信号放大单元将电压信号放大，滤波单元根据信号频率特性对信号进行带通滤波。本实用新型专利技术将传感器产生的纳安级电流信号转换为电压信号并初步放大，以及消除信号频带外噪。带外噪。带外噪。

【技术实现步骤摘要】
一种大气气态污染物传感电路及电子设备


[0001]本技术涉及污染物检测
，尤其是涉及一种大气气态污染物传感电路及电子设备。

技术介绍

[0002]网格化系统采用微型化空气质量检测设备，针对城市居民区、农村乡镇、工业园区、重点工业企业、道路交通、建筑工地、区域边界、污染物传输通道等多种环境监测对象，进行大范围、高密度“网格组合布点”，结合立体监测、移动监测，形成覆盖整个区域的在线监控网格，不仅能够实时监控区域内主要污染物动态变化，快速捕捉污染源的异常排放行为并实时预警，而且通过数据分析可甄别区域污染的主要来源，对其实现靶向治理，是大气污染治理的科学有效工具。但是对于大气气态污染物检测这一应用场景而言，通常情况下被检测气体的体积浓度为ppb级(part per billion，称为十亿分比浓度)，在这样极低的浓度下，传感器的响应电流信号为nA(纳安(10的负9次方))级的微弱信号。nA级的微弱信号极易淹没于电路噪声中，因此需要设计一套具有采集和初步放大功能的传感电路才能确保信号能准确传递到后续的电路。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种大气气态污染物传感电路及电子设备，解决了目前的大气气态污染物检测产生的nA级的微弱信号极易淹没于电路噪声中的问题。
[0004]第一方面，本技术提供的一种大气气态污染物传感电路，包括传感器，电压转化单元、信号放大单元和滤波单元，传感器与电压转化单元连接，电压转化单元与信号放大单元连接，信号放大单元和滤波单元连接；
[0005]所述传感器获取污染物气体浓度电流信号，电压转化单元将传感器产生的电流信号转换为电压信号，信号放大单元将电压信号放大，滤波单元根据信号频率特性对信号进行带通滤波。
[0006]进一步的，所述传感器为电化学传感器，包括工作电极、参考电极和反电极，工作电极和反电极间设置有闭合电信号采样电路。
[0007]进一步的，所述传感电路，还包括电路板间连接器、存储器、供电电源和基准电压源；传感电路、存储器、供电电源、基准电压源分别与电路板间连接器连接；
[0008]电路板间连接器，连接电路板之间的电源及完成通信；
[0009]存储器，存储各类参数；
[0010]供电电源，对传感电路供电；
[0011]基准电压源，为传感电路提供基准电压。
[0012]进一步的，所述信号放大单元为跨阻放大器。
[0013]第二方面，本技术还提供一种电子设备，包括上述的传感电路。
[0014]本技术的优点在于：
[0015](1)通过设置电压转化单元、信号放大单元和滤波单元，将传感器产生的纳安级电流信号转换为电压信号并初步放大，而后利用根据信号频率特性配置的带通滤波器对信号进行带通滤波，消除信号频带外噪。
[0016](2)电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。电化学传感器由工作电极、参考电极和反电极组成。穿过屏障扩散的气体与工作电极发生反应，工作电极采用氧化机理或还原机理，这些反应由针对被测气体而设计的电极材料进行催化。被测气体与工作电极反应形成与被测气体浓度成正比的电流，通过电极间连接的闭合电信号采样电路在工作电极与反电极间流动。通过测量该电流即可确定被测气体的浓度。
[0017]相应地，本技术实施例提供的一种电子设备，也同样具有上述技术效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术实施例提供的大气气态污染物传感电路的结构示意图；
[0020]1、电化学传感器；2、电压转化单元；3、信号放大单元；4、滤波单元；5、电路板间连接器；6、存储器；7、基准电压源；8、供电电源。
具体实施方式
[0021]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]本技术实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]实施例1：
[0024]本技术实施例提供了一种大气气态污染物传感电路，包括传感器1，电压转化单元2、信号放大单元3和滤波单元4，传感器1与电压转化单元2连接，电压转化单元2与信号放大单元3连接，信号放大单元3和滤波单元4连接；传感器1获取污染物气体浓度电流信号，电压转化单元2将传感器1产生的电流信号转换为电压信号，信号放大单元3将电压信号放大，滤波单元4根据信号频率特性对信号进行带通滤波。
[0025]传感电路将传感器产生的纳安级电流信号转换为电压信号并初步放大，而后利用根据信号频率特性配置的带通滤波器对信号进行带通滤波，消除信号频带外噪声。
[0026]在一种可能的实施方式中，传感器1为电化学传感器，包括工作电极、参考电极和反电极，工作电极和反电极间设置有闭合电信号采样电路。
[0027]电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。电化学传感器由工作电极、参考电极和反电极组成。穿过屏障扩散的气体与工作电极发生反应，工作电极采用氧化机理或还原机理，这些反应由针对被测气体而设计的电极材料进行催化。被测气体与工作电极反应形成与被测气体浓度成正比的电流，通过电极间连接的闭合电信号采样电路在工作电极与反电极间流动。通过测量该电流即可确定被测气体的浓度。
[0028]在一种可能的实施方式中，电化学传感器包括SO2电化学传感器、NO2电化学传感器、CO电化学传感器和O3电化学传感器中的一种或多种。
[0029]可以检测大气中的SO2、NO2、CO和O3。
[0030]在一种可能的实施方式中，传感电路，还包括电路板间连接器5、存储器6、供电电源8和基准电压源7；传感电路、存储器6、供电电源8、基准电压源7分别与电路板间连接器连接9；电路板间连接器5，连接电路板及完成通信；存储器6，存储各类参数；供电电源8，对传感电路供电；基准电压源7，为传感电路提供基准电压。
[0031]供电电源是针对此微信号采集应用场景专门设计，具有极低的噪声和稳定度；基准电压源具有极高的电压精度、极低的噪声和极低的温漂；存储器用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大气气态污染物传感电路，其特征在于，包括传感器(1)、电压转化单元(2)、信号放大单元(3)和滤波单元(4)，传感器(1)与电压转化单元(2)连接，电压转化单元(2)与信号放大单元(3)连接，信号放大单元(3)和滤波单元(4)连接；所述传感器(1)获取污染物气体浓度电流信号，电压转化单元(2)将传感器(1)产生的电流信号转换为电压信号，信号放大单元(3)将电压信号放大，滤波单元(4)根据信号频率特性对信号进行带通滤波。2.根据权利要求1所述的大气气态污染物传感电路，其特征在于，所述传感器(1)为电化学传感器，包括工作电极、参考电极和反电极，工作电极和反电极间设置有闭合...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，魏志帅，崔金琦，于正龙，刘春涛，
申请(专利权)人：天津光电华典科技有限公司，
类型：新型
国别省市：