一种智能红外气体传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种智能红外气体传感器，属于传感器领域，包含光室反应模块、信号调理模块、供电模块一、供电模块二、MCU模块、温湿度检测模块、占空比调节模块和软启动模块，所述光室反应模块包括传感器和红外光源，传感器通过信号调理模块连接MCU模块，MCU模块还分别连接温湿度检测模块、供电模块一和占空比调节模块，占空比调节模块还分别连接供电模块二和软启动模块，软启动模块还连接红外光源；本发明专利技术通过增加温湿度传感器，增加灯源软启动驱动功能，灵活调整占空比的方案，使传感器在环境湿度较大，温度较低的情况下灵活调整占空比来适应环境，使传感器精度，寿命，稳定性大大提高。稳定性大大提高。稳定性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种智能红外气体传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种智能红外气体传感器。

技术介绍

[0002]目前基于红外NDIR原理气体传感器大多固定占空比，如占空比小，会使红外光源处于冷态，出现开灯瞬间冲击电流大的问题，一般500mA以上，冲击会使也会对前级电源电流输出能力有较高要求，故很多方案采用占空比50％让灯处于热态，从而降低冲击电流，使传感器波形更加稳定，但功耗也会相对变大，如甲烷气体红外光谱吸收峰值为3.3um，此波段对水的吸收也较大，故湿度大的环境下也非常影响传感器精度。
[0003]主要缺陷在于：
[0004]如占空比较小，利于功耗，但不利于传感器波形的稳定性，占空比小对气室的加热作用也会减小，湿气无法散发，占空比小也会造成的冲击电流过大，对前级电源输出的稳定性有影响，造成前级电源运行负荷增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种智能红外气体传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种智能红外气体传感器，包含光室反应模块、信号调理模块、供电模块一、供电模块二、MCU模块、温湿度检测模块、占空比调节模块和软启动模块，所述光室反应模块包括传感器和红外光源，传感器通过信号调理模块连接MCU模块，MCU模块还分别连接温湿度检测模块、供电模块一和占空比调节模块，占空比调节模块还分别连接供电模块二和软启动模块，软启动模块还连接红外光源。
[0008]作为本专利技术的进一步技术方案：所述MCU模块还连接有通讯输出模块。
[0009]作为本专利技术的进一步技术方案：所述占空比调节模块用于输出不同频率和占空比的波形来驱动软启动电源。
[0010]作为本专利技术的进一步技术方案：所述信号调理模块内部设有信号放大器。
[0011]作为本专利技术的进一步技术方案：所述信号调理模块包括运放U3A、运放U3B、运放U6A、运放U6B和运放U7A，运放U3B的端口6连接电阻R11、电阻R8和电容C6，运放U3B的端口5连接电容C10和热电堆探头P1的端口4，运放U3B的端口7连接电容C6的另一端、电阻R11的另一端和电容C8，电容C8的另一端连接电阻R12和运放U3A的端口3,运放U3A的端口2连接电阻R10、电阻R7和电容C3，运放U3A的端口1连接电容C3的另一端、电阻R10的另一端和电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C9，电容C9的另一端接地，运放U6B的端口6连接电阻R15、电阻R17和电容C12，运放U6B的端口5连接电容C19和热电堆探头P1的端口3，运放U6B的端口7连接电容C12的另一端、电阻R17的另一端和电容C16，电容C16的另一端连接电阻R19和运放U6A的端口3,运放U6A的端口2连接电阻R14、电阻R16和电容C11，运放U6A的端口1连接电容
C11的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20，电阻R20的另一端连接电容C7，电容C17的另一端接地，芯片U2的型号为STM32F051K6U6。
[0012]作为本专利技术的进一步技术方案：所述运放U3A、运放U3B、运放U6A、运放U6B和运放U7A为LM324芯片内部的运放模块。
[0013]作为本专利技术的进一步技术方案：所述MCU模块包括芯片U2、电阻R6、电阻R9和电容C7，芯片U2的脚31通过电阻R6接地，芯片U2的脚4连接电阻R9和电容C7，电容C7的另一端接地，电阻R9的另一端连接电源VDD。
[0014]作为本专利技术的进一步技术方案：所述软启动电路包括芯片U5、电阻R18、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C13和电容C21，芯片U5的脚8连接电容C13和电源VCC，芯片U5的脚7连接电阻R18，芯片U5的脚5连接电阻R23和电阻R24，芯片U5的脚4通过电容C24接地，芯片U5的脚3接地，芯片U5的脚2连接电阻R21和电阻R22，电阻R21的另一端连接芯片U5的脚1、电容C14、电容C15和光源U4，电容C14的另一端连接电容C15的另一端和接地端，芯片U5的型号为ADP7105。
[0015]一种温湿度采集和可变占空比方法，基于上述的传感器，传感器不断采集温湿度并监测，设定温度阀值a和湿度阀值b，温度＜a或湿度＞b，输出PWM信号W1；温度<a且湿度＞b,输出PWM信号W2；温度≥a且湿度≤b时候输出PWM信号W3；其中温度<a或者湿度>b环境为较恶劣，温度<a且湿度>b时候环境为恶劣；温度≥a且湿度≤b时候环境为正常；正常环境下开灯时间短，占空比小，周期小，较恶劣环境下输出开灯时间中等，占空比变大，周期缩短，恶劣环境下则输出最大占空比，开灯时间最长。
[0016]作为本专利技术的进一步技术方案：占空比W2>W1>W3，周期W3>W1>W2，W1，W2，W3根据试验测试而定。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术通过增加温湿度传感器，增加灯源软启动驱动功能，灵活调整占空比的方案，使传感器在环境湿度较大，温度较低的情况下灵活调整占空比来适应环境，使传感器精度，寿命，稳定性大大提高。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体方框图。
[0020]图2为占空比调节前的示意图。
[0021]图3为占空比调节后的示意图。
[0022]图4为占空比调整软件控制图。
[0023]图5为传感器信号调理模块电路图。
[0024]图6为传感器、MCU及电源电路图。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1，如图1
‑
6所示，一种智能红外气体传感器，主要包含光室反应模块，信号调理模块，供电模块一，供电模块二，MCU模块，温湿度检测模块，占空比调节模块，软启动模块，供电模块一用于MCU供电，供电模块二用于提供软启动电源电压，占空比调节模块用于输出不同频率和占空比的波形来驱动软启动电源，传感器接收到来自光源的斩波信号，由于信号非常微弱，需通过信号调理电路进行放大波形，再发送至MCU进行算法计算，通过对波形面积的计算转换为对应的被测气体的浓度值。
[0027]实施例2，在实施例1的基础上，信号调理模块包括运放U3A、运放U3B、运放U6A、运放U6B和运放U7A，运放U3B的端口6连接电阻R11、电阻R8和电容C6，运放U3B的端口5连接电容C10和热电堆探头P1的端口4，运放U3B的端口7连接电容C6的另一端、电阻R11的另一端和电容C8，电容C8的另一端连接电阻R12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能红外气体传感器，包含光室反应模块、信号调理模块、供电模块一、供电模块二、MCU模块、温湿度检测模块、占空比调节模块和软启动模块，其特征在于，所述光室反应模块包括传感器和红外光源，传感器通过信号调理模块连接MCU模块，MCU模块还分别连接温湿度检测模块、供电模块一和占空比调节模块，占空比调节模块还分别连接供电模块二和软启动模块，软启动模块还连接红外光源。2.根据权利要求1的一种智能红外气体传感器，其特征在于，所述MCU模块还连接有通讯输出模块。3.根据权利要求2的一种智能红外气体传感器，其特征在于，所述占空比调节模块用于输出不同频率和占空比的波形来驱动软启动电源。4.根据权利要求1的一种智能红外气体传感器，其特征在于，所述信号调理模块内部设有信号放大器。5.根据权利要求1的一种智能红外气体传感器，其特征在于，所述信号调理模块包括运放U3A、运放U3B、运放U6A、运放U6B和运放U7A，运放U3B的端口6连接电阻R11、电阻R8和电容C6，运放U3B的端口5连接电容C10和热电堆探头P1的端口4，运放U3B的端口7连接电容C6的另一端、电阻R11的另一端和电容C8，电容C8的另一端连接电阻R12和运放U3A的端口3,运放U3A的端口2连接电阻R10、电阻R7和电容C3，运放U3A的端口1连接电容C3的另一端、电阻R10的另一端和电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C9，电容C9的另一端接地，运放U6B的端口6连接电阻R15、电阻R17和电容C12，运放U6B的端口5连接电容C19和热电堆探头P1的端口3，运放U6B的端口7连接电容C12的另一端、电阻R17的另一端和电容C16，电容C16的另一端连接电阻R19和运放U6A的端口3,运放U6A的端口2连接电阻R14、电阻R16和电容C11，运放U6A的端口1连接电容C11的另一端、电阻R16的另一端和电阻R20，电阻R20的另一端连接电容C7，电容C17的另一端接地。6.根据权利要求5的一种智能红外气体传感器，其特征在于，所述运放U3A、运放...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晶，沈海兵，唐飞，汪晓波，
申请(专利权)人：杭州麦乐克科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：