一种气体浓度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种气体浓度传感器，包括检测电阻，外表面均匀覆盖有氧化催化剂；触发电路，在待测气体浓度超过浓度阈值并持续第一预设时间段时控制待测气体接触氧化催化剂，检测电阻的阻值根据待测气体浓度线性变化；热敏补偿电阻根据待测气体的温度调整自身阻值，检测电阻与热敏补偿电阻之间设有第一并联节点；阻值检测电路对并联节点上的总阻值进行检测，功率放大电路对流经并联节点的功率信号进行放大得到功率放大信号；稳压电路对功率放大信号进行稳压，并在功率放大信号在第二预设时间段内的变化幅度小于变化阈值时计算功率放大信号在第二预设时间段内的标准值作为输出信号输出。本发明专利技术提升了气体浓度传感器输出信号的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种气体浓度传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种气体浓度传感器。

技术介绍

[0002]为了在工业环境中识别、检测、测量和确认气体的存在，需要气体传感器。根据区域中气体的体积和浓度，气体传感器将产生相应电位差，电位差会改变传感器内部材料的电阻值。进而根据电阻值的变化产生一个电信号，最终该电信号被测量为输出电压。气体浓度传感器是用于在不同场景中检测气体浓度的气体传感器。目前，现有的气体浓度传感器在使用过程中，由于气体浓度传感器的检测端检测到的气体浓度是实时不断变化的，同时收到气体浓度传感器内部电路的影响，气体浓度传感器的信号输出端输出的电信号也是不断跳变的，过快的电信号跳变速度会影响后续的信号控制。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种气体浓度传感器，用于提升气体浓度传感器输出信号的稳定性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种气体浓度传感器，包括：
[0005]检测电阻，外表面均匀覆盖有氧化催化剂；
[0006]触发电路，输出端连接所述检测电阻，用于在待测气体浓度超过浓度阈值并持续第一预设时间段时控制所述待测气体接触所述氧化催化剂，所述检测电阻的阻值根据所述待测气体浓度线性变化；
[0007]热敏补偿电阻，与所述检测电阻串联，用于根据所述待测气体的温度调整自身阻值，所述检测电阻与所述热敏补偿电阻之间设有第一并联节点；
[0008]阻值检测电路，输入端连接所述第一并联节点，输出端连接有可变电阻，用于对所述并联节点上的总阻值进行检测，所述第一并联节点还连接有功率放大电路，所述功率放大电路用于对流经所述并联节点的功率信号进行放大得到功率放大信号；
[0009]稳压电路，输入端连接所述功率放大电路，用于对所述功率放大信号进行稳压，并在所述功率放大信号在第二预设时间段内的变化幅度小于变化阈值时计算所述功率放大信号在所述第二预设时间段内的标准值作为输出信号输出。
[0010]进一步地，所述氧化催化剂外部设有可开闭的密封机构，所述触发电路包括：
[0011]触发电阻，外表面均匀覆盖有发光反应剂，所述待测气体的浓度超过所述浓度阈值时所述发光反应剂与所述待测气体发生化学发光反应；
[0012]光检测支路，设置在所述触发电阻的附近，用于在所述化学发光反应发光时的光照强度生成触发信号；
[0013]第一计时器支路，输入端连接所述光检测支路，用于在接收到所述触发信号后开始计时，生成第一计时时间；
[0014]第一控制支路，输入端连接所述第一计时器支路，输出端连接所述密封机构，用于
在所述第一计时时间达到所述第一预设时间段时生成一开启信号，所述密封机构根据所述开启指令开启，以使所述待测气体接触所述氧化催化剂。
[0015]进一步地，所述光检测支路包括：
[0016]光电转换二极管，正对所述触发电阻，并与所述触发电阻保持第一预设距离，用于根据所述光照强度调整自身阻值，流经所述光电转换二极管的光电流信号伴随相应调整；
[0017]运算放大器，输入端连接所述光电转换二极管，用于将调整后的光电流信号进行放大转换，得到电压放大信号；
[0018]施密特触发器，输入端连接所述运算放大器，用于在所述电压放大信号大于预设的正向阈值电压时，生成所述触发信号。
[0019]进一步地，所述稳压电路包括：
[0020]第一稳压支路，输入端连接所述功率放大电路，用于降低所述功率放大信号中的高频功率增益；
[0021]第二稳压支路，输入端连接所述第一稳压支路，用于降低所述功率放大信号中的低频功率增益；
[0022]第二计时器支路，输入端连接所述第二稳压支路，用于在所述功率放大信号依次降低高频功率增益和低频功率增益后开始计时，生成第二计时时间；
[0023]第二控制支路，输入端连接所述第二计时器支路，用于在所述第二计时器支路开始计时后持续统计所述功率放大信号的变化幅度，并在所述第二计时时间的长度未达到所述第二预设时间段且所述变化幅度小于所述变化阈值时，计算得到所述功率放大信号在所述第二预设时间段内的标准值以输出。
[0024]进一步地，所述第一稳压支路包括：
[0025]第一场效应管H1，配置有第一栅极、第一源极和第一漏极，所述第一源极接地，所述第一栅极连接一第一电阻R1，所述第一电阻R1另一端连接一第一电容C1，所述第一电容C1另一端连接所述第一漏极；
[0026]所述第一栅极与所述第一电阻R1之间设有第一输入节点，所述第一输入节点为所述第一稳压支路的输入端，所述第一电容C1与所述第一漏极之间设有第一输出节点，所述第一输出节点为所述第一稳压支路的输出端。
[0027]进一步地，所述第二稳压支路包括：
[0028]第二场效应管H2，配置有第二栅极、第二源极和第二漏极，所述第二源极接地，所述第二栅极连接所述第一输出节点，所述第二栅极为所述第二稳压支路的输入端，所述第二漏极连接一第一电感L1，所述第一电感L1另一端连接一第二并联节点，所述第二并联节点连接有互相并联的一第二电感L2和一第二电阻R2，所述第二电感L2和所述第二电阻R2的另一端并联接地，所述第二并联节点为所述第二稳压支路的输出端。
[0029]进一步地，所述第二控制支路包括控制芯片，所述控制芯片包括：
[0030]存储单元，用于伴随所述第二计时时间持续保存所述功率放大信号；
[0031]做差单元，连接所述存储单元，用于各相邻时间点的所述功率放大信号做差得到所述变化幅度；
[0032]比较单元，连接所述做差单元，用于将所述第二计时时间的长度与所述第二预设时间段进行比较，以及将所述变化幅度与所述变化阈值进行比较，并在所述第二计时时间
的长度未达到所述第二预设时间段且所述变化幅度小于所述变化阈值时，生成一计算指令；
[0033]计算单元，连接所述比较单元，用于根据计算指令在所述第二预设时间段内的各所述功率放大信号带入预设的计算公式中，得到所述标准值并输出。
[0034]进一步地，包括滤波电路，设置在所述功率放大电路和所述稳压电路之间，输入端连接所述功率放大电路，输出端连接所述所述稳压电路，用于对所述功率放大信号中的杂波进行过滤，并将过滤后的功率放大信号输入所述稳压电路。
[0035]进一步地，还包括供电电路，所述可变电阻的两端与所述供电电路并联，所述供电电路的两端还连接所述触发电路、所述滤波电路、所述稳压电路和所述功率放大电路，用于分别为所述触发电路、所述滤波电路、所述稳压电路和所述功率放大电路进行供电。
[0036]进一步地，所述检测电阻的长、宽、高均不超过1mm。
[0037]本专利技术的有益效果：
[0038]本专利技术首先设置触发电路，使得待测气体浓度超过浓度阈值并持续第一预设时间段后才使氧化催化剂与待测气体接触，不但延长了氧化催化剂的使用寿命，同时可以滤除一些不需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体浓度传感器，其特征在于，包括：检测电阻(1)，外表面均匀覆盖有氧化催化剂(11)；触发电路(2)，输出端连接所述检测电阻(1)，用于在待测气体浓度超过浓度阈值并持续第一预设时间段时控制所述待测气体接触所述氧化催化剂(11)，所述检测电阻(1)的阻值根据所述待测气体浓度线性变化；热敏补偿电阻(3)，与所述检测电阻(1)串联，用于根据所述待测气体的温度调整自身阻值，所述检测电阻(1)与所述热敏补偿电阻(3)之间设有第一并联节点；阻值检测电路(4)，输入端连接所述第一并联节点，输出端连接有可变电阻(5)，用于对所述并联节点上的总阻值进行检测，所述第一并联节点还连接有功率放大电路(6)，所述功率放大电路(6)用于对流经所述并联节点的功率信号进行放大得到功率放大信号；稳压电路(7)，输入端连接所述功率放大电路(6)，用于对所述功率放大信号进行稳压，并在所述功率放大信号在第二预设时间段内的变化幅度小于变化阈值时计算所述功率放大信号在所述第二预设时间段内的标准值作为输出信号输出。2.根据权利要求1所述的气体浓度传感器，其特征在于：所述氧化催化剂(11)外部设有可开闭的密封机构(12)，所述触发电路(2)包括：触发电阻(21)，外表面均匀覆盖有发光反应剂，所述待测气体的浓度超过所述浓度阈值时所述发光反应剂与所述待测气体发生化学发光反应；光检测支路(22)，设置在所述触发电阻(21)的附近，用于在所述化学发光反应发光时的光照强度生成触发信号；第一计时器支路(23)，输入端连接所述光检测支路(22)，用于在接收到所述触发信号后开始计时，生成第一计时时间；第一控制支路(24)，输入端连接所述第一计时器支路(23)，输出端连接所述密封机构(12)，用于在所述第一计时时间的长度达到所述第一预设时间段时生成一开启信号，所述密封机构(12)根据所述开启指令开启，以使所述待测气体接触所述氧化催化剂(11)。3.根据权利要求2所述的气体浓度传感器，其特征在于：所述光检测支路(22)包括：光电转换二极管(221)，正对所述触发电阻(21)，并与所述触发电阻(21)保持第一预设距离，用于根据所述光照强度调整自身阻值，流经所述光电转换二极管(221)的光电流信号伴随相应调整；运算放大器(222)，输入端连接所述光电转换二极管(221)，用于将调整后的光电流信号进行放大转换，得到电压放大信号；施密特触发器(223)，输入端连接所述运算放大器(222)，用于在所述电压放大信号大于预设的正向阈值电压时，生成所述触发信号。4.根据权利要求1所述的气体浓度传感器，其特征在于：所述稳压电路(7)包括：第一稳压支路(71)，输入端连接所述功率放大电路(6)，用于降低所述功率放大信号中的高频功率增益；第二稳压支路(72)，输入端连接所述第一稳压支路(71)，用于降低所述功率放大信号中的低频功率增益；第二计时器支路，输入端连接所述第二稳压支路(72)，用于在所述功率放大信号依次降低高频功率增益和低频功率增益后开始计时，生成第二计时时间；
第二控制支路(73)，输入端连接所述第二计时...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈一林，孙效义，徐力，
申请(专利权)人：上海至纯精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：